光伏发电是太阳能利用的重要方式，但占其成本比重很大的太阳能电池材料昂贵、效率较低，限制了其大规模应用。针对这些因素制约，采用聚光光伏发电系统(CPV)，用比较便宜的聚光器来部分代替昂贵的太阳电池，以减小给定功率所需的电池面积。但是随着电池单位面积辐射能流密度的增加，CPV电池温度也急剧升高，而温度是影响电池光电转换效率的重要因素，所以CPV电池的温度控制和散热至关重要。　　本课题通过实验对比与数值模拟的方法对聚光光伏发电系统不同散热方式的传热特性进行了研究，为后续研究工作提供实验与理论参考。将新型平板热管—微热管阵列应用于菲涅尔透镜聚光形式的三结砷化镓电池散热，利用微热管阵列高效的均温性保持电池背板温度均匀，利用热管优异的导热性能带走热量，降低聚光电池温度，从而提高光伏转换效率。　　首先，设计并搭建了基于单块砷化镓电池和基于两块砷化镓电池串联的菲涅尔透镜聚光系统的两个实验台，并进行了相应散热性能测试。在室外自然光照、几何聚光倍数1000倍的条件下，对“普通翅片”、“热管+翅片”、“热管+强制水冷”三种冷却方式进行了实验对比。分析了辐射强度、环境温度及电池温度对其输出功率及发电效率的影响，证实控制温度可以很好的提高电池输出功率与发电效率，“热管+翅片”与“普通翅片”散热相比，效率最大提高了6.1％，平均提高5.33％，可以将电池与环境温差控制在35℃左右。“热管+强制水冷”与“热管+翅片”散热相比，效率最大提高了4.6％，平均提高3.7％，可以将电池与环境温差控制在30℃左右，并且全天热效率达到42.15％，光热光电综合效率为63.12％。并得出辐射强度与电池温度与电池I-V特性曲线和P-V特性曲线的关系，电池温度降低对短路电流影响较小，可以提高电池开路电压与输出功率，电池温度每降低1℃，开路电压大约增加0.0122V-0.0235V，而辐射强度的增加对电池开路电压影响较小，可以增加电池短路电流与输出功率。　　然后，通过对聚光光伏发电系统的物理模型简化，建立了聚光系统散热数学模型，并应用计算流体动力学(CFD)流场的分析计算软件FLUENT模拟了聚光光伏发电系统“普通翅片”与“热管+翅片”两种冷却方式的传热情况。在“热管+翅片”与“普通翅片”两种方式下，电池与环境温差分别为58.4K和73.5K，“普通翅片”冷却方式中，电池处在高温运行状态，存在翅片径向衰减现象，而“热管+翅片”冷却方式可以保持翅片温度均匀。通过模拟，直观了解太阳电池温度分布规律，为今后进一步优化聚光光伏发电系统散热方式，分析其热电特性提供参考。