在传统化石能源濒临枯竭的今天，太阳能作为一种环保无污染的可重复使用能源，具有相当大的市场潜力和研究价值。近十年来，我国在太阳能光伏发电领域取得了长足进步，但是我国太阳能光伏发电成本高、效率低、技术落后。为了提高太阳能的利用率，降低光伏发电成本，本文提出了一种新的高精度太阳跟踪方法。该方法不仅克服了光电跟踪易受天气条件影响的缺点，也解决了视日跟踪产生累积误差不能消除的问题。且该跟踪系统结构简单、成本低廉、跟踪精度高、具有很高的实用价值。本文在分析太阳运行规律的基础上，对比几种常用的天文算法，通过编程仿真得到更精确的太阳位置计算公式，提高了视日运动轨迹跟踪的精度。通过对比几种常用光电传感器的光照特性，设计了四象限硅光电池作为光信号检测器，提高了光电跟踪的精度。跟踪开始后，先采用视日跟踪确定太阳的位置，再采用光电跟踪在小范围内精确跟踪太阳。通过分析太阳跟踪控制系统的功能，本文完成了太阳跟踪系统的硬件和软件设计。设计主要内容包括：单片机接口电路、光照强度检测电路、步进电机驱动电路以及视日运动轨迹跟踪和光电跟踪模块的软件设计。并完成了跟踪系统的仿真实验，实验结果表明该系统完全能够满足设计的预期要求，可以全天候高精度跟踪太阳，提高光伏发电的效率。