基于菲涅尔的聚光光伏技术是实现太阳能高效且低成本收集利用的有效途径之一。二次聚光器常被用于提高聚光光伏系统的光线接收角、辐照度分布均匀性和聚光比,进而改善聚光光伏系统在实际应用中的表现。但是,二次聚光器的引入也会增加一些光学表面,由于镜面材料吸收或菲涅耳反射会导致相当大的光能损失。这个问题降低了聚光光伏系统的效率,进而增加了发电成本。因此,消除或最小化镜面材料吸收损耗和菲涅耳反射损耗,进而提高聚光光伏模块的效率,对二次聚光器引入的附加表面进行优化设计成为一种有效途径。一维光子晶体中全向光子禁带的存在对于设计在特定波长范围内具有全向高反射特性的理想反射镜成为可能。因此,本文提出了一种基于光子晶体反射方法的反射式二次聚光器,并进行了相关理论与实验研究,完成的工作及主要结论包括:首先,采用数值分析方法研究了光在介质层中的传播特性,进而设计了一种由11个一维光子晶体交替级联而成的一维光子晶体异质结构。该异质结构以K9玻璃作为基底,以TiO2和MgF2作为高低折射率材料。并且,各一维光子晶体具有相同的填充比和周期数,晶格常数呈几何级数递增。数值模拟结果表明,该异质结构在太阳能电池主要光谱响应波段内（380-1650 nm）具有全向光子禁带,反射率接近于100%。其次,在考虑标准地面光谱、太阳光线角度分布、材料的吸收系数和折射率对波长的依赖性等关键特征的基础上,建立了一个能够反映真实光学现象的仿真模型。分析了配备基于一维光子晶体异质结构的中空截棱锥形（HTPCH）二次聚光器的聚光光伏模块的性能。同时还分析了没有二次聚光器的聚光光伏模块的性能,以区分二次聚光器对聚光光伏模块性能的影响。模拟结果表明,HTPCH二次聚光器不仅能够显著提高聚光光伏模块的接收角和辐照度均匀性,而且的确能够克服菲涅尔反射损耗和镜面材料吸收损耗,进而提高聚光光伏模块的效率。另外,为了比较HTPCH二次聚光器与传统的反射式和折射式二次聚光的光学性能,还分析了配备基于金属镜面反射的中空截棱锥形（HTPM）二次聚光器和实体截棱锥形（STP）二次聚光器的聚光光伏模块的性能。模拟结果表明,相较于HTPM和STP模块,HTPCH模块的光学效率分别提高了 13.47%和5.71%。最后,完成了 HTPCH二次聚光器的试制,搭建了相应的室内和户外实验平台,并基于该实验平台开展了各聚光光伏模块的初步实验。基于输出,对短路电流、最大输出功率和聚焦光斑进行了分析。结果表明,HTPCH模块表现出最高的光线接收角和辐照度分布均匀性,并且与HTPM和STP模块相比,HTPCH模块的短路电流分别提高了 13.7%和7.4%,与仿真结果吻合良好。户外测试也很好的证明了本设计的合理性,相比于另外三种聚光光伏模块,HTPCH模块表现出了最高的电效率。