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太阳能作为一种取之不尽,用之不竭的可再生能源,在满足社会能源需求的同时又能减少化石能源燃烧所带来的环境污染,极具发展潜力。然而,太阳能存在时间和空间上分布不均,能源利用效率较低的缺点。相变储能材料是利用材料的相变过程将能量进行储存和释放,利用相变材料的潜热可以解决太阳能供给与需求不匹配的矛盾,对提高太阳能的利用效率具有广阔的应用前景。我国青海盐湖蕴藏着大量的镁盐,将镁基水合盐开发成相变材料既能解决盐湖的“镁害”问题,又能扩展镁基水合盐相变材料在太阳能热能储存上的应用研究。基于此,本论文率先利用石墨相氮化碳（g-C3N4,CN）作为多孔支撑材料和镁基水合盐相变材料复合形成形状稳定,过冷度小,热可靠性良好的复合相变材料;在此基础上,提出相变材料两级封装的新方法,通过用多孔支撑材料CN一级微观封装定形和商用胶粘剂二级宏观封装的方法解决了镁基水合盐相变材料极易失去结晶水的问题,提高镁基水合盐相变材料的热可靠性;将石墨片（GS）引入到膨胀石墨（EG）复合的镁基水合盐相变材料中,以期提高复合相变材料的各向热导率;创新性地将高导热的GS填料引入低热导率的镁基水合盐复合相变材料中,以层层交互堆叠的方式构造出具有高度各向异性导热结构的类千层饼型复合相变材料,基于该结构提出等效热阻的串并联模型,从而运用实验研究和数值模拟相结合的方法揭示了该类千层饼型复合相变材料具有增强光热转化存储效率的功能。首先,本文率先使用多孔支撑材料CN解决Mg Cl2·6H2O-Mg（NO3）2·6H2O（MCH-MNH,质量比为41:59）混合盐相变材料的液漏问题,制备出形状稳定的MCH-MNH/CN复合相变材料。尿素煅烧的CN具有多孔结构及宽阔的表面,表面存在羟基等亲水基团,可以吸附80%质量分数的混合盐相变材料而不液漏,与混合盐具有良好的相容性。CN起到成核剂的作用为混合盐提供了结晶成核位点,促进MCH-MNH混合盐的结晶成核,降低混合盐相变材料的过冷度。CN增强了混合盐的热可靠性,复合后的相变材料经过50次冷热循环后相变焓值仅降低1.9%,降低幅度远小于纯混合盐相变焓值50.7%的下降幅度。其次,本文提出两级封装的新方法制备了形状稳定与热可靠性良好的Mg（NO3）2·6H2O/g-C3N4（MNH/CN）复合相变材料。CN不仅作为支撑材料阻止MNH相变过程中液体的泄漏,而且起到成核剂的作用显著降低了MNH的过冷度,商用胶粘剂（环氧树脂结构胶和硅密封胶）的二级宏观封装为复合相变材料提供一个坚实的外壳,这种二级封装的外壳防止MNH相变后结晶水的脱去,100次冷热循环后,二级封装的复合相变材料相变焓值几乎没有变化,而未用胶粘剂封装的复合相变材料的相变焓值损失达到22.47%。CN多孔支撑材料的一级微观定形与胶粘剂二级宏观封装的协同作用提高MNH的形状稳定性和热可靠性,这种两级封装方法可以为解决水合盐相变材料的热不稳定性问题提供指导。然后,本文通过引入GS强化了Mg（NO3）2·6H2O/EG（膨胀石墨）复合相变材料的各向热导率。EG促进MNH相变材料的成核结晶,降低MNH相变材料的过冷度,EG、GS、MNH三者之间相容性良好。MNH/EG复合相变材料的各向热导率随块体压实密度的增大而升高,在压实密度为1600 kg/m~3时,MNH/EG复合相变材料块体的轴向和径向热导率达到最优值,分别为12.59 W/（m·K）和18.86 W/（m·K）。GS的引入进一步强化MNH/EG复合相变材料的各向热导率,随着GS和EG的质量比增加,MNH/EG-GS复合相变材料的各向热导率增加,在GS和EG质量比为0.6时各向热导率达到最优值,轴向和径向热导率分别达到21.5 W/（m·K）和32.3 W/（m·K）。MNH/EG-GS复合相变材料块体各向热导率随GS的长宽比总体先增大后减少,当GS长宽比为30/10时,MNH/EG-GS复合相变材料块体的各向热导率存在最优值,轴向和径向热导率分别为21.5 W/（m·K）和32.3 W/（m·K）。最后,本文创新性地模拟千层饼的结构在MNH/CN低导热系数复合相变材料中逐层嵌入高定向导热的GS产生了明显的各向异性热传导结构,基于该结构提出等效热阻的串并联模型,验证了模型的可靠性,揭示了高导热GS的定向排列产生的导热通道使热流在各个方向传导具有差异性的作用机制,这种结构赋予相变材料内部快速的热传导进行热能储存及减少和外部环境的对流换热损失,从而提高了太阳能光热转化存储性能。当CN-GS基体中GS质量分数为40%时,MNH/CN-GS的穿透平面导热系数和面内导热系数分别为0.55 W/（m·K）和15.70 W/（m·K）,热导率的各向异性程度高达28.54。MNH/CN-GS复合相变材料平均光热转化存储效率为88.4%,与具有各向同性热传导的MNH/EG和MNH/CN复合相变材料相比,光热转化存储效率分别提高了50.4%和62.8%,构造出的各向异性热传导结构提高了太阳能的光热转化存储性能。