由于能源危机和环境恶化,太阳能越来越受到人们的重视,但太阳能是低热流密度的能源,为了实现能源利用的经济性必须对太阳能进行聚集。本文研究太阳能聚集材料在受损(粗糙、变形、老化、污染)情况下聚集表面的太阳能多光谱辐射传输特性,进而掌握太阳能聚集材料的性能参数。本文应用蒙特卡罗法模拟光学反射特性并结合实验分析。本研究对低成本太阳能聚集系统的研发尤其对太阳能发电系统的成本控制尤为重要。主要研究内容及方法:1.利用航空航天热物理研究所的多光谱双向反射分布函数测试试验台实验测量太阳能反光膜、太阳能反光镜表面双向反射分布函数(BRDF):发现磨损材料表面散射峰值发生偏移并且随着入射光波长的增大而增大,随入射光角度的增加而增加,同时出现一定的后向散射,波长和入射角度的增加有助于增强这种后向散射现象。2.分析实际表面的形貌特征,发现该实际表面粗糙度整体分布比较平缓,高度并非完全Gauss分布。在几何光学近似下,运用Monte Carlo法求解太阳能聚集材料粗糙表面散射的模型,聚集材料表面粗糙度形貌数据模拟了在0.6328μm波段下的双向反射分布函数(BRDF),考虑了光线入射过程中的遮蔽效应和多次反射以及面散射求解中的去偏振,模拟结果和实验结果吻合较好。通过实验测量和数值模拟,本文对太阳能聚集反射材料表面光散射特性进行了研究,系统的分析和讨论了粗糙表面光散射特性的主要影响因素。