随着能源危机与环境污染问题的日益严峻,世界各国都高度重视清洁能源的开发和应用。太阳能是分布最广泛的可再生能源,在国家政策的支持与引导下,太阳能光伏产业快速发展。目前发电成本是阻碍光伏发电的主要因素,太阳能聚光技术能将太阳光汇聚到小面积的太阳电池上,使高性能的聚光电池工作在高能流密度的太阳辐照下。与昂贵的太阳电池材料相比,使用廉价的聚光系统可以大幅度地降低发电系统的生产成本,因而具有良好的发展前景。高倍聚光太阳电池的散热问题是影响电池效率和系统可靠性的重要因素。本文针对高倍聚光太阳电池的散热问题,设计并搭建了一套小型聚光太阳电池联合背板温差发电系统以对聚光太阳电池的废热进行再利用,推导了系统输出功率的数学表达式,并在室外对其进行实验研究,结果表明联合发电系统能满足太阳电池的散热需求。与空冷对照组相比,太阳电池能的输出电压保持稳定,日平均增高0.16V,相当于平均增加5.67%。随着辐射强度的增大,复合发电系统的太阳电池短路电流ISC和温差发电芯片的输出功率都近似呈线性升高,后者的最大输出功率出现在辐射强度曲线的下行段上,而ISC在高辐射强度下的增长率比低辐射强度时小。温差发电在复合发电系统中所占的发电比重较小,从能源的品质角度上讲,应优先考虑优化太阳电池的散热效果,提高太阳能对电能的一次转化效率,从而提高系统的总体发电效率。搭建了高倍聚光光伏发电系统,改变三结砷化镓电池背板的冷却方式,对太阳电池的输出特性进行测试发现：与空气冷却散热相比,使用水冷却的太阳电池短路电流稍微下降,开路电压增大并保持稳定的电压输出。空气自然对流冷却散热太阳电池的开路电压测试曲线的变化趋势与辐射曲线的变化趋势之间存在负相关性,两者随时间的变化曲线图形成中间窄两头宽的形状。另外,采用空气冷却散热的太阳电池开路电压波动比较大。采用更高效的冷却方式后,太阳电池的极限功率可能出现下降,但电池的最大输出功率反而增大。相对于空气自然对流冷却,辅助翘片散热和水冷却具有更佳的冷却效果。对于那些要求太阳电池输出电压保持稳定的用户来说,选择水冷却可以满足散热要求。