传统的化石能源的利用已经给人类社会造成越来越多的问题,对可持续能源的利用也成为了一个重要的课题。在可持续能源中,太阳能因其分布广泛、安全等特点成为了研究热点。本文首先运用两步法制备了碳纳米管纳米流体,通过搅拌、超声波震荡和添加分散剂的方法来改善碳纳米管颗粒在水中的分散性,比较了不同分散剂对纳米颗粒稳定性的影响。在制备得到稳定的碳纳米管纳米流体的基础上,运用表面拉曼光谱增强技术和分光光度法对纳米流体的辐射特性进行了实验测量和对比分析。实验中分别改变了光程和纳米流体的浓度,测量了纳米流体的透过率参数,以此来表征纳米流体对光的吸收特性。基于直接吸收式概念,搭建纳米流体光热转换特性试验台,在自然光条件下,对装有碳纳米管纳米流体的太阳能集热器进行全天候实验,对比了不同浓度下纳米流体的光热转换特性以及光热转换效率。研究表明:在水中添加少量的碳纳米管颗粒就能极大地提高纳米流体对光的吸收,碳纳米管纳米流体的光热转换效率随着质量分数的增加而降低,最高为29.90%。文章最后运用太阳能分频利用理念,将直接吸收式太阳能集热器和太阳能电池板结合利用起来,设计了热电联用系统,分析了浓度和纳米流体液层厚度对该系统的影响。