随着社会经济的不断发展,人们对电能呈现出了越来越多的需求。为了地球能源的可持续发展,太阳能、风能、地热能等绿色发电方式成为了更多行业的选择。2020年,太阳能发电总量首次超越风力发电,成为了绿色发电的首选。但是由于Shockley-Queisser极限的存在,大部分的太阳能无法被太阳能电池所转换,而变成了过剩的热能,以至太阳能电池的工作温度升高。在这种状况下,太阳能电池会产生诸多问题,诸如开路电压、发电功率、转换效率的下降以及寿命的缩短。针对这一情况,本文研究了一种将温差电池与太阳能电池结合起来的发电系统,太阳能电池工作时产生的多余热量通过系统结构传递到温差电池,进行温差发电。针对温差电池发电效率低的问题,本文研究了如何将BN气凝胶与温差电池结合起来以提升其性能。基于以上的情况,本文主要进行了3个方面的研究:1)在普通温差电池的基础上进行了优化设计,使用BN气凝胶来增大温差电池热端和冷端的温差,对三种BN气凝胶填充方式进行了开路电压的仿真,接着根据仿真得到的最佳模型进行了温差电池实物的制作;2)将太阳能电池和温差电池结合起来制作了太阳能温差电池系统,设计了太阳能电池测试平台并对系统进行了性能测试,结果显示在光功率密度为100m W/cm~2的条件下,系统中太阳能电池的相比于单独的太阳能电池工作温度从63.4℃降为32℃,光电转换效率从29.55%提升到34.3%;3)对温差电池模块所用的单元发电粒子进行了优化设计,将Bi2Te3与BN气凝胶进行了复合,利用球磨技术将两种粉末充分混合,使用热压技术将其制作为单元块,并根据质量掺杂比的不同进行了多组对比实验,最后经过一系列的热电测试,得到最优的一组复合热电材料的ZT值达到了0.429。4)使用复合温差材料制作了简单PN结温差电池并对其进行了性能测试,结果表明使用复合材料制作的温差电池开路电压和发电功率分别提升了约18.6%和56.88%。