随着建筑能耗的不断提高,环境与能源问题日益突出,可持续设计思想逐步成为主流设计理念。当今建筑的需求不仅要求能源节约,还要兼顾能量生产功能,因此可持续、可产能的建筑逐渐成为了新的研究热点。太阳能资源丰富易得,聚光技术作为第三代高效的太阳能技术,将其应用到建筑表皮中,会带来艺术表现、结构形式和能量特性的改变。目前国内外学者的研究主要集中在对设计的单个聚光模块的光电特性进行研究,本文在对新设计的聚光模块的光电特性研究的基础上,对聚光建筑表皮整体的太阳辐照分布及热工性能展开了研究,其研究结果如下。使用Trace Pro软件对聚光模块及聚光表皮的光学性能进行了模拟分析,同时对聚光模块光、电特性进行了实验检测。模拟结果表明经一次聚光后光斑尺寸为15 mm×15 mm,二次聚光器的能量损失为4.1%,跟踪误差在±0.5°以内时对模块聚光效率影响较小,模块聚光效率达到78.1%;实测结果表明跟踪误差为±0.5°的情况下,一次聚光后光斑实际尺寸为25 mm×25 mm,导致部分能量未汇聚到二次聚光器上,因此实测聚光效率为69.0%;聚光电池的实测发电效率保持在37.9%,模块的系统运行效率保持在26.1%。分析了动态聚光建筑表皮内部的传热过程、传热影响因素和评价指标,根据传热过程建立了表皮的能量平衡方程和热阻模型,得到了表皮的综合传热系数计算方法。通过Fluent软件对其进行模拟优化,模拟结果表明:聚光表皮的最优通道宽度为0.5m,最优通风口宽度为0.2m。最优工况下聚光表皮的综合传热系数K=1.179 W/（m²·K）;通道内部的平均风速为0.52 m/s;通风口的通风量N_air=0.395m³/s;排热量Q_air=143.70 W;聚光电池的平均温度为59.81℃,相较于没有通风状况下电池温度降低了15.07℃,其性能优于传统双层表皮。本文的研究成果可为聚光光伏建筑一体化的相关研究和应用提供设计指导与数据基础。