能源是人类赖以生存的重要物质基础。从某种层面上讲,人类社会的长远发展离不开优质能源的应用和能源技术的革新。一方面,可再生能源可解决传统常规能源的资源有限以及燃烧造成的环境恶化等问题,成为未来能源应用的主要来源之一;另一方面,优化能源利用装置,提高能源利用率,成为研究者日益关注的课题。本论文对太阳能热光伏电池性能进行评估并建立固体氧化物燃料电池耦合系统的模型,考虑系统中主要不可逆热损失的影响,通过计算分析,优化设计系统中的重要参数,确定系统的最大效率或最大输出功率密度。具体的研究内容包含如下两部分。第一部分研究太阳能热光伏电池的优化性能。通过考虑透镜的光学损失、吸收器和发射器上表面的反射、辐射热流等不可逆热损失,导出系统的效率和输出功率。优化发射器和光伏电池的温度、输出电压、吸收器和发射器面积比、半导体材料能隙,计算出系统的最大效率,确定主要参数的优化工作区间。所得结果可为更深入研究太阳能热光伏电池的性能提供一些有用的方法。第二部分研究固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合系统的优化性能。基于重整固体氧化物燃料电池和热光伏电池模型,构建重整固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合的系统模型。考虑两个子系统中的主要不可逆损失和耦合间的热损失对耦合系统整体性能的影响,导出系统的效率和输出功率。以输出功率密度为目标函数对系统性能进行评估,计算出耦合系统在不同的燃料电池工作温度下的最大输出功率密度,确定主要参数的优化区域。模型可直接推广到用氢气作为燃料的固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合系统。所得结果表明,重整固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合系统或固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合系统的优化性能比文献中报告的固体氧化物燃料电池其它耦合系统优越。本文的两种模型考虑了实际系统中存在的主要不可逆损失,得到的结果不仅具有理论意义,而且对实际设计与制作太阳能热光伏电池和固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合系统能提供一些参考。