在清洁能源问题日益突出的今天,太阳能相比于其他能源具有很大优势,如资源储备巨大、绿色清洁无污染等。因此,着眼于太阳能的开发与利用已成为大势所趋。由于传统混合式聚光器结构过于复杂、发电成本较高且聚光效果并不是十分理想,对此本文以传统混合式太阳能聚光器为基础,根据非成像光学理论寻求设计方案,建立了两套能够同时获得高聚光比与高聚光效率的新型点聚焦光伏聚光系统。主要研究工作如下:首先,根据边缘光线理论,结合光线的折射反射定律设计了复合抛物面(CPC)型点聚焦全反射式光伏聚光器。该聚光器包含双抛物面型聚光模块阵列和CPC型导光板,光线通过双抛物面结构会聚并耦合进入导光板中传播,随后经CPC结构会聚在导光板侧方端面以实现光线点聚焦。对系统中抛物线系数,聚光模块高度以及CPC设计参数对聚光比、聚光效率等性能进行了分析。CPC型点聚焦全反射式光伏聚光器的设计,能够在高几何聚光比的情况下使聚光系统依然保有较高的聚光效率,同时由于双抛物面结构以及CPC结构等相对简单易于加工,从而减少了系统的制造成本。为了提高设计效率,提出了扇形点聚焦全反射式光伏聚光器。相比于CPC型点聚焦全反射式光伏聚光器,该聚光器将双抛物面型聚光模组进行切割修剪与阵列,相应地将导光板设计为扇形,从设计之初形成点聚焦聚光系统,无需经过二次会聚元件再次会聚。因此,该设计方法在设计效率上更为简单高效,适用于一般的点聚焦聚光系统。为了研究扇形圆心角对聚光性能的影响,在不同扇形圆心角条件下,建立了不同的扇形点聚焦全反射式光伏聚光器聚光性能测试分析,同时对聚光系统中聚光模块阵列与导光板之间的相对位置误差进行了分析研究。最后,对两种新型点聚焦全反射式光伏聚光系统进行了相关模块的加工,并分别搭建了聚光系统的测试平台。在几何聚光比随聚光模块数量变化的同时,研究波长和权重对聚光效率的影响,验证了两种点聚焦聚光系统设计方法的可行性与准确性。本文提出的两种新型点聚焦全反射式光伏聚光系统设计方法合理,聚光比和聚光效率最高分别可达800X和83%以上,为混合式太阳能聚光器的设计与开发提供了一定的思路。