随着社会和科学技术的不断发展,人们对生活和居住环境的要求越来越高,导致了建筑能耗迅速增长。同时建筑能耗的不断提高,对传统能源的使用和全球气候变暖等问题提出了严峻的考验。其中家庭及工业供暖占据了建筑能耗的较大比重。为解决家庭供暖供热需求,太阳能等新能源以其良好的环境友好性一直受到人们的关注和青睐。太阳能因其总量大、分布广、易获取及无污染等优点已经被人们广泛地开发和利用。将太阳能利用技术与现代建筑相结合是一种缓解建筑能耗压力的有效途径,且将其应用于建筑领域以缓解建筑耗能问题已经是趋势所向。本文基于复合抛物聚光器（CPC）提出了一种适用于建筑立面并能迎合建筑热能需求的立面嵌入式复合抛物聚光集热器（FE-CPC-SC）,并对四个不同纬度处的立面嵌入式复合抛物聚光器（FE-CPC）的物理模型、光学模型、传热模型及年采光量进行了构建,且通过室外条件下的闭环光热转换实验研究及预测了其光热性能。主要研究内容和结论如下:（1）基于光线反射定律,采用解析几何法推导了圆形吸收体CPC的数值表达式,然后结合建筑朝南立面特性和二至日太阳高度角的变化,提出并设计了FECPC的物理模型。此外,通过蒙特卡罗光线追迹法对FE-CPC进行了光学模拟,构建了其直散辐射模型。其中FE-CPC在四个不同纬度地区的直辐射光学效率峰值大约分别为72.18%、69.69%、69.12%和68.69%,且在可接收角范围内的平均直辐射光学效率分别为50.91%、51.82%、52.12%和53.37%。（2）根据能量守恒原理,构建了FE-CPC-SC的一维稳态光热转换数值模型,并通过C语言程序计算获得了FE-CPC-SC光热转换模型的理论数值解。此外,通过一个最大不确定度为10.24%的FE-CPC-SC室外光热转换实验（搭建于昆明）对所构建的光热转换数值模型进行了验证,但是室外实验的相关参数受环境因素的影响较大。（3）所构建的光热转换数值模型能够较准确预测FE-CPC-SC在日常条件下的运行性能。通过实验与理论相结合的方法得出FE-CPC-SC真空管进出口温度的实验与理论值具有良好的一致性,且真空管出口温度的实验值与理论值之间的最大相对误差（RE）为6.72%。此外,光热转换效率的实验值与理论值也吻合较好,其相对误差在-12.5%到10.8%之间。（4）基于典型气象年资料,对四个不同纬度处的FE-CPC-SC的采光性能进行了评估,其结果表明FE-CPC-SC捕获太阳辐射时受到太阳方位角的影响,冬季的采光性能相比夏季更好,这与实际用热需求相吻合。而且FE-CPC-SC在立面上吸收并进行光热转换的太阳辐射与到达水平面的总辐射之比分别为29.99%,27.56%,30.70%和17.45%。此外,四个地区实际进行光热转换后获得的有用能的平均效率为50.31%。