针对太阳能槽式系统反射镜玻璃厚度对聚光特性的影响进行了理论、模拟和实验研究。研究结果表明，平行光下反射镜玻璃越厚，入射光线距光轴距离越远，ΔX、ΔY越大。对焦距为1200 mm，反射镜玻璃折射率为1.6的槽式系统进行了理论计算，玻璃厚度为1 mm的反射镜，当距光轴距离为200 mm和2000 mm时，ΔX为0.03 mm和1.69 mm，ΔY为0.19 mm和0.31 mm；当距光轴距离仍为2000 mm时，玻璃厚度为5 mm的反射镜，ΔX为8.41 mm，ΔY为1.55 mm。通过TracePro模拟以及实际实验测量，结果与理论计算相符。

对理论聚光比为676的菲涅耳聚光系统下单片砷化镓太阳电池及由六片砷化镓电池的串联组件的输出特性进行分析。建立三结砷化镓电池输出特性的单指数数学模型，并与实验进行了对比。理论计算与实验吻合较好，误差在7.6%以内。实验结果表明，在相同理论聚光比下，单片电池系统能流聚光比为390，六片电池组件系统能流聚光比为281;聚光后单片电池的短路电流与峰值功率分别放大322倍与316倍，六片电池组件系统的短路电流与峰值功率分别放大275倍与272倍;电池表面能流密度为0.321 MW/m2时电池的输出功率达到最大，电池表面温度高于323 K将影响其工作稳定性;聚光系统的透射率每增加0.01系统效率升高约0.227%。全天累积直射辐照度为17.212 MJ/m2条件下测得单片电池全天发电量为0.015 kW·h，六片电池串联组件的全天发电量为0.076 kW·h。

考虑雪崩击穿效应，以光伏电池元双二极管模型为基础，建立了适用于分析光伏电池部分被遮光问题的数学仿真模型，并利用户外实验验证了模型的正确性。运用此模型分析了单片空间太阳电池在反向偏压下的输出特性和串联组件在不同阴影遮挡情况下的I-V,P-V特性及输出能力。结果表明，空间太阳电池串联组件从无阴影遮挡到40%阴影遮挡，最大输出功率下降40%。串联组件输出功率随单片空间太阳电池遮挡比例的增大迅速下降；从遮挡1/5片,2/5片到整片被阴影遮挡，相应最大输出功率分别下降7.36%,25.81%与97.94%。

对平板单晶硅太阳能电池板和槽式聚光太阳能热电联供(PV/T)系统进行实验对比, 从系统热、电性能方面进行比较, 并用“净现值”法对两套系统经济性进行分析。结果表明, 槽式聚光PV/T系统的最大输出电功率是传统平板式PV系统的7～10倍, 且通过回收电池的余热, 全年可产热2929.433 MJ。在20年的寿命周期中, 槽式聚光PV/T系统可获得更多盈余, 能较早收回投资成本。用聚光装置进行太阳能发电, 可有效提高太阳能的综合利用率, 减少投资成本。

建立了空间太阳电池的热电联供系统在槽式聚光条件下的热电性能模型, 并与实验进行了对比。理论计算与实验结果吻合较好, 最大误差在5.1%以内, 证明了该数学模型的正确性。通过此数学模型, 从聚光镜面的光学效率与焦线宽度、导热胶的导热系数、金属平板光照面的吸收率等内部特性参数及风速、太阳直辐射等外部特性参数出发, 对所设计制造的空间太阳电池槽式聚光热电联供系统进行分析。较为全面而系统地分析了这些参数的改变对其系统的热电效率、总效率及火用效率等性能指标的影响, 其中聚光镜面的光学效率影响最大, 光学效率从0.5增加至0.95, 系统的总效率和火用效率分别增加0.9倍和0.5倍, 其余参数对性能也有较强影响。研究结果为新一轮系统装置的制作提供了优化设计基础。