太阳能热光伏（Solar Thermophotovoltaic,简称STPV）系统由于噪音低和输出功率密度高等优点受到能源领域的广泛关注。在STPV系统运行过程中,吸收/辐射器的温度作为影响STPV系统性能的关键参数,受到聚光不均等因素影响,会出现分布不均现象,然而绝大多数模拟研究将吸收/辐射器简化为均温处理。为探究温度不均匀现象的影响,本文首先构建了非均温STPV系统能量传输模型,分析了聚光不均匀性、侧壁发射率、侧壁厚度比（吸收/辐射器侧壁厚度与吸收器截面边长之比）及辐射器-吸收器的面积比对吸收/辐射器温度分布及系统效率的影响规律。结果表明,理想工况下,吸收/辐射器温度分布均匀,而实际工况下,受聚光不均、侧壁散热损失及面积比过大的影响,吸收/辐射器温度分布不均,系统最高效率因此降至12.98%。保持入射能量不变,侧壁辐射率增加时,辐射器温度不均匀性并未显著加剧,甚至在侧壁厚度比增大后得到了改善。但侧壁能量损失也随侧壁厚度比增大而增大,致使系统存在最佳厚度比,约为0.1。受辐射热损降低和辐射器非均温性加剧的综合影响,吸收/辐射器存在最佳的面积比,约为10。此外,本文还分析了非均温STPV系统能量损失分布,并从材料和几何参数两方面进行了系统性能优化。研究发现,吸收/辐射器及电池均是提高非均温STPV系统性能的关键。因电池效率低于30%,即使吸收/辐射器达到理想状态,系统效率的极限也仅为22.93%。通过优化吸收/辐射器及电池材料,可显著提升系统性能,非均温STPV系统最高效率可达14.94%。如果进一步将辐射器-吸收器的面积比优化到16后,最高效率可提升至15.36%。综上所述,非均温STPV系统能量传输模型可用于全面评价系统性能,并可用于指导材料及几何参数以提升系统性能。