伴随着世界科技的飞速前进，人们在能源上的需求日渐增加，化石燃料的枯竭问题已经迫在眉睫。加之化石能源的燃烧引起了空气质量的严重下降，对人类社会的快速发展造成了不可估计的影响。寻找资源丰富、绿色清洁的可再生能源成为当前急需解决的问题。太阳能作为一种可再生能源，储量丰富，分布广泛，并且清洁无公害，受到了众多研究者关注，成为各国新能源开发利用的主要代表。　　把太阳能用于光伏发电是对其开发运用的途径之一。如今，光伏发电技术已经发展到了第三代——聚光光伏发电(CPV)技术，为了使聚光光伏发电得到更广泛的应用，对其发电效率做进一步的优化是当前CPV发电的研究重点。在聚光光伏发电系统的主要模块中，对聚光器及其跟踪、冷却设备的研究是优化发电效率的主要探索方向。针对这一方向，本课题的主要工作内容如下:　　首先，阐述了聚光光伏发电技术的当前现状并做出了总结，简要概述了影响聚光光伏效率的制约因素。接着从光伏发电的原理入手讨论了聚光光伏发电的原理及工作模块，具体介绍了各模块对发电效率的影响。　　其次，本文基于聚光光伏电池的工作原理及输出特性，对聚光和冷却条件下的砷化镓光伏电池性能进行了详细研究，建立了电特性及热电特性方程，通过仿真结果具体分析了聚光比、电池温度及冷却热导对电池特性的影响，为聚光模块的改良奠定了基础。然而，随着聚光倍数的提高，电池自身的温度越来越高，严重影响了光伏电池的使用寿命和工作效率。如何实现光伏电池的有效散热，降低光伏电池表面的温度是提高电池光电转换效率的关键之一。本文从传统的光伏电池散热系统出发，分析比较了它们现有的优点和不足，发现了一种针对高倍聚光电池的混合式散热系统，它综合了液浸式和管道式散热系统的优势，解决了高倍聚光电池的散热难题。另外，具体研究了低倍聚光电池的平板式热管散热体系，创建了其具体实验模型，经过仿真证实了该系统对电池冷却的有效性。　　最后，基于漏斗式聚光器的聚光原理和不足之处，利用平面镜对光量无损耗的优势阐述了漏斗式聚光器的优化方案，分析了一种全自动追踪太阳的多面镜漏斗式聚光器。通过对光电控制与时钟控制跟踪的研究，提出了一种混合式的追踪办法。该方法将传统的混合式跟踪和MPPT算法结合起来，进行二次跟踪，在保证跟踪精度和速度的情况下提高了聚光器的聚光比。依据跟踪流程图，进行了相关仿真，证实了该方法能进一步优化聚光光伏发电的效率。