太阳能一直被认为是最有潜力的可再生能源,但是太阳能电池存在工作温度升高导致其发电效率下降的弊端。在现有的太阳能电池降温技术中,主动冷却技术需要一定的能量输入从而降低了经济性,被动冷却技术会增加原有系统的复杂性和加工难度,增大其成本。而刚刚兴起的辐射冷却技术以低温的外太空作为冷源,以8-13μm的“大气窗口”为通道,将地表物体的热量以热辐射形式排出。这种技术不仅不需要消耗能量,而且可以全天候进行冷却,具有目前其他冷却技术无法比拟的优点。本文针对太阳能电池运行温度过高的问题,首先采用阳极氧化法和化学腐蚀法制备了辐射冷却材料阳极氧化铝（AAO）,并对其进行光谱与形貌表征;然后搭建实验装置测试AAO应用于普通太阳能电池和聚光伏（CPV）系统的效果;最后通过Matlab软件编程模拟了AAO的应用潜力和环境因素对其的影响。研究结果表明:制备的AAO孔径约为93.8nm,孔间距为103.1nm,壁厚为7.8nm,AAO薄膜厚度为53.5μm,孔隙率可达75%;其太阳光波段透过率约为97%,大气窗口附近的发射率约为97%,均高于商业光伏玻璃的90%和79%。在辐射冷却实验中,测试组与对照组相比温降最大为7.5℃,平均温降为6.04℃,其相对发电效率提高2.72%,绝对效率提升大约为0.41%,发电功率提升9.58%;在实际工况实验中,温差略有降低,最大约为4.3℃。在CPV系统中最大温差为35.6℃,太阳辐照量在500W/㎡以上时间段的平均温差可达到19.7℃,此时相对发电效率可提升8.85%,绝对效率提升1.33%,实验期间平均发电功率提升17.9%。以上实验表明AAO在太阳能电池应用方面具有较好的效果。通过Matlab编程模拟发现,在850 W/㎡光照下,理想结构比裸结构和商业结构分别低10.0℃和3.8℃,发电功率可提高13.4%和9.9%。此外,太阳辐照量和非辐射换热系数对AAO的应用效果影响较大,而大气透过率对其的影响较小。