太阳能集热器作为太阳能光热转化的载体,近些年被广泛研究。非聚光型集热器尺寸小,易于与建筑结合,主要用于<100℃的低温集热。聚光型集热器集热温度高,但是尺寸大且需要复杂的跟踪系统,成本较高。所以无需跟踪便能实现一定倍数聚光的复合抛物聚光面（Compound Parabolic Concentrator,CPC）太阳能集热器显示出应用潜力。但是由于CPC的聚光特性导致到达吸热器的热流密度分布不均,这不但会加速吸热器的老化,还会导致吸热器热应力变形,而且局部的温度过高还会降低集热器的集热性能。微通道平行流扁管由于其尺度效应,可以均化非均匀热流密度对集热的影响。基于此,提出了一种以平行流微通道为吸热器的CPC太阳能集热器,对集热器的集热特性、微通道吸热器的均化作用分别做了研究。主要研究内容和结论如下:（1）基于能量平衡方程对集热器的一个集热单元建立了集热模型,探究了环境因素（太阳辐射强度、环境温度）、操作因素（进口水温、循环水流量）和结构因素（CPC聚光比、吸热器长度）对集热器运行特性的影响。研究发现其中环境温度、进口水温对集热温度的影响较小,太阳辐射强度对集热温度影响较大。随着集热循环水流量的增加,集热器效率增加、进出口温升减小,但当流量大于3L/h后,集热效率趋于平缓,吸热器进出口温升变化幅度也大幅减小。CPC聚光比对集热效率影响较小,但对吸热器进出口温升有很大影响,随着聚光比的增加,吸热器进出口温升线性增加。CPC高度随着聚光比增大接近成倍增加,过大的聚光比导致CPC形状细长,不利于建筑一体化。随着微通道吸热器长度的增加,工质进出口温升随之增加,集热器集热效率变化较小。故综合考虑集热器集热效率、集热温度和制造成本,集热器设计可选择聚光比3、微通道吸热器设计长度更长一些,制成大单体集热器,实际使用中集热器循环流量可以选择小于平板型集热器推荐流量的3L/h。这可以使集热器在相差不大的集热效率下获得更高的集热温度、更优的收益。（2）空气层是集热器主要的漏热通道,通过对集热器主要漏热损失分析,研究了不同聚光比对CPC、微通道、玻璃盖板形成的封闭空腔内自然对流的影响。发现在相同工况下,随着聚光比的增加,封闭空腔内的自然对流减弱。在相同聚光比下,随着进口水温的升高,封闭空腔内的自然对流增强。在相同聚光比和进口水温下,随着集热器倾斜角的增加,封闭空腔内的自然对流减弱。（3）设计并搭建了CPC微通道太阳能集热单元实验测试系统,探究了操作因素（进口水温、循环水流量和入射角）对集热器动态运行特性的影响。研究发现微通道吸热器进出口温升和集热器集热效率随着进口水温和入射角的增加而减小。随着流量的增加,微通道吸热器进出口温升减小,集热效率增加。集热器实测效率最高可达0.8左右。（4）通过对微通道吸热器表面热流密度分布的计算以及进出口工质温度的测量,研究了微通道对CPC非均匀聚光的均化作用。发现随着入口水温增高和流量的增加,微通道出口截面温度分布不均匀度减小,其中流量对微通道出口截面温度分布不均匀度影响较小。随着入射角的增大,在微通道表面形成的非均匀热流密度不均匀度增大,由0.9增加至1.4。但微通道出口截面温度分布不均匀度均较小,在0.045以下。微通道在不同工况下均对非均匀热流密度具有良好的均化作用,微通道出口不均匀度均小于0.106。论文的研究为将CPC与微通道相结合的可行性提供了依据,也为减小集热器热损失,提高集热器效率、优化集热器的设计提供了参考。