聚光太阳能电池是在高倍太阳光下工作的太阳能电池。通过聚光器，使大面积聚光器上接受的太阳光汇聚在一个较小的范围内，形成“焦斑”或“焦带”。位于焦斑或焦带处的太阳能电池得到较高的光能，使单体电池输出更多的电能，其潜力得到了发挥。只要有高倍聚光器，一只聚光电池输出的功率可相当于几十只甚至更多常规电池的输出功率之和。这样，用廉价的光学材料节省昂贵的半导体材料，可使发电成本降低。为了保证焦斑汇聚在聚光电池上，聚光器和聚光电池通常安装在太阳跟踪装置上。

聚光太阳能电池的种类很多，而且器件理论、制造和应用都与常规电池有很大不同。下面仅简单介绍平面结聚光硅太阳能电池。

一般说来，硅太阳能电池的输出功率基本上与光强成比例增加。聚光太阳能电池的短路电流基本上与光强成比例增加。处于高光强下工作的电池，开路电压也有提高。填充因子同样取决于电池的串联电阻，聚光太阳能电池的串联电阻与光强的大小及光的均匀性密切相关。聚光太阳能电池对其串联电阻的要求很高，一般要求特殊的密栅线设计和制造工艺，一个聚光太阳能电池的电极。高光强可以提高填充因子，但电池上各处光强不均匀也会降低填充因子。

在高光强下工作时，电池的温度会上升很多，此时必须使太阳能电池强制降温，并且由于需要对太阳进行跟踪，需要额外的动力、控制装置和严格的抗风措施。

随着聚光比的提高，聚光光伏系统所接收到光线的角度范围就会变小，为了更加充分地利用太阳光，使太阳总是能够精确地垂直入射在聚光电池上，尤其是对于高倍聚光系统，必须配备跟踪装置。

跟踪方法又有单轴跟踪和双轴跟踪之分，单轴跟踪只在东西方向跟踪太阳，双轴跟踪则除东西方向外，同时还在南北方向跟踪。显然，双轴跟踪的效果要比单轴跟踪好，当然双轴跟踪的结构比较复杂，价格也较高。太阳能自动跟踪聚焦式光伏系统的关键技术是精确跟踪太阳，其聚光比越大，跟踪精度要求就越高，聚光比为400时跟踪精度要求小于0.2o。在一般情况下，跟踪精度越高，跟踪装置的结构就越复杂，控制要求也越高，造价也就越贵，有的甚至要高于光伏系统中太阳能电池的造价。

点聚焦型聚光器一般要求双轴跟踪，线聚焦型聚光器仅需单轴跟踪，有些简单的低倍聚光系统也可不用跟踪装置。

跟踪装置主要包括机械结构和控制部分，有多种形式。比较普遍的是采用光敏差动控制方式，主要由传感器、方位角跟踪机构、高度角跟踪机构和自动控制装置等组成。当太阳光辐照度达到工作照度时自动开机，在太阳光线发生倾斜时，高灵敏探头将检测到的“光差变化”信号转换成电信号，并传给自动跟踪太阳控制器，自动跟踪控制器驱使电动机开始工作，通过机械减速及传动机构，使太阳能电池板旋转，直到正对太阳的位置时，光差变化为零，高灵敏探头给自动跟踪控制器发出停止信号，自动跟踪控制器停止输出高电平，使其主光轴始终与太阳光线相平行。当太阳西下且亮度低于工作照度时，自动跟踪系统停止工作。第二天早晨，太阳从东方升起，跟踪系统转向东方，再自东向西转动，实现自动跟踪太阳的目的。