随着社会经济不断发展,人口日益增加,人类社会面临的能源形势日益严峻,所以开发利用太阳能等可再生清洁能源解决化石能源日益短缺的问题,受到世界各国越来越多的关注。目前,光伏产业的发展十分迅速,虽然市面上存在多种形式的太阳电池,但在实用化太阳电池中,晶硅太阳电池仍处于主导地位。在晶硅电池研究领域,如何进一步提高其光电转换效率和控制晶硅电池稳定工作,一直都是该领域研究热点,但截至目前如何使晶硅电池的效率进一步接近其理论效率的极限,确保晶硅电池在复杂环境条件下保持稳定工作,仍存在大量的科学和技术问题函待解决。本文围绕晶硅电池生产领域两个基本问题展开研究,即:优化晶硅电池的陷光结构,进一步提高晶硅电池的光电转化效率;研究影响晶硅电池热学特性的参数,进一步提高晶硅电池的工作稳定性。研究表明:设计高效陷光结构,不仅是使晶硅电池效率接近理论效率极限的手段,而且也是晶硅电池原材料成本的关键技术;在晶硅电池工作过程中,其温变特性直接影响晶硅组件及电站的工作稳定性,所以对温变特性的研究有助于在不同环境条件下,准确预测晶硅组件和电站的输出功率。本论文先是概括了晶硅电池的发展历史,陷光结构面临的主要问题,以及热特性的研究现状。然后基于频域有限差分法,设计了一种基于微透镜聚光和双腔陷光的新型高效陷光结构,并对其陷光效果进行了优化。最后在晶硅电池的热学特性研究中,先探讨了测试条件的偏离对标准测试条件下晶硅电池内部温度分布的变化及其对输出参数的影响,然后研究了在晶硅电池应用过程中,环境温度变化对晶硅电池内部温度分布及输出参数的影响。文章结尾对本论文内容以及今后的研究进展进行了总结与展望。