太阳能作为一种低成本运行且取之不尽用之不竭的零污染能源,为解决家庭供暖供热需求、工农业干燥冷却以及大规模的电力输送等方面提供了重要的技术手段。探索太阳能资源的高效转换和利用方式,对于缓解化石燃料的逐步短缺和日益增加的环境污染问题具有重要意义。复合抛物聚光器（CPC）对于太阳能真空管的光热性能提升具有较大的潜力和良好的应用前景。本文针对因真空管间隙而引起的光能损失问题,构建了一种全玻璃真空管底部耦合CPC的太阳能复合集热器。此外采取模型建立、数值求解及实验验证相结合的方法,对CPC耦合型真空管的光热转换特性进行了评价和分析,所获得的研究结果可为太阳能资源的高效利用方式及其集热系统的优化设计提供一定的技术参考。研究工作及其结果主要包括以下几个方面:1.根据光线反射定律和平面解析几何理论,推导了CPC反射器的数学模型;基于CPC反射器的集光特性,建立了CPC耦合型真空管的物理模型,并对其进行了光学特性分析与仿真验证,揭示了真空管光学效率随投影入射角变化的内在规律及其数学关系式。2.基于能量守恒原理,构建了CPC耦合型真空管的一维稳态传热数学模型,并采用自编的C语言代码迭代计算该数学模型,获得的理论值与自搭建的光热转换性能实验验证系统得出的结果吻合良好,相对误差不超过9%。3.从热阻的角度分析了真空管的热传递过程,结果表明吸收管与盖管之间的真空夹层对于热量的传递发挥至关重要的作用;盖管外壁与天空的辐射热阻(R_co-sky,rad)远远大于盖管外壁与周围空气的对流换热热阻(R_co-air,conv),因而盖管外壁与周围空气的对流换热成为热损失的主要途径。4.不同散占比(R_dif)的天气状况下,实验结果表明CPC对于真空管的性能提升具有显著的优势和潜力。相对于传统式真空管,真空管底部耦合的CPC能使管内工质水的温升提高24.2%～29.3%,真空管的热效率提高24.3%～29.2%。5.分析和讨论了主要参数对计算结果的影响,结果表明CPC反射器修正系数（M_f）的取值以0.8～0.9范围为宜;吸收管外壁面温度(T_ao)不超过360K的情况下,以选择性吸收涂层发射率的平均值作为恒量进行计算是合理可靠的;真空管倾角（β）偏差对其太阳能直、散辐射的采集均没有显著的影响。