本方向针对太阳能利用的技术理论、应用、成果转化及产业化开展研究，涉及光伏、光热、光伏光热综合利用多方面，重点在本单位已有的研究基础上，研究更高效的聚光方法、新型的真空集热管以及与生物质联合热发电等，提高系统集热效率、降低发电成本，探索太阳能与其它多品质能源（如煤、生物质能等）耦合发电技术，推进太阳能热发电产业化的步伐。
本单位已经在该方向上取得重要研究成果，如：
●太阳能聚光系统开发
张耀明院士于2006年完成的国内首座70kW塔式太阳能热发电示范工程，研制了腔式高温接收器，并在定日镜的结构设计、跟踪定位控制、反射镜成型等技术的突破，拥有多项国家发明专利。为了降低槽式聚光镜的成本、以及提高聚光镜的安装和调节效率，4008云顶集团太阳能中心研制成功新型的单立柱拟抛物面反射聚光系统以及挠曲面镜的制作方法，申请发明专利3项。
●太阳能聚光系统开发
研制出耐高温、耐高压金属流道具有选择性吸收涂层的太阳能真空集热管。该集热管属于采暖加热设备技术领域，用于解决因内管受热变形而产生的轴向应力问题。内管受热膨胀变形时，变形量可传递到外卸载装置上，由外卸载装置予以吸收，因此大大减小或消除因变形而作用在玻璃外管上的轴向应力，从根本上解决了内外管连接处松动、漏气和耐高温耐高压的技术难题，提高了集热管的可靠性。这方面技术的突破申请了20余项国家专利。
●太阳能跟踪技术
研制成功一种多功能手自动一体自动跟踪装置，将光电跟踪、天文跟踪及复合跟踪三种跟踪方式集成一体，可根据天气情况进行跟踪方式的任意选择及特殊情况下的手动调节。通过选用不同精度的位置传感器和光电传感器以及它们相应的信号调理电路，辅以带有所需机械传动精度的机架，该装置可以实现不同精度的跟踪；还通过软件来实现不同机型（传感器的安装不同）的单轴（包括极轴）、双轴跟踪。从而实现低成本、高精度的、拥有自主知识产权太阳能跟踪装置（申请专利12项）。
●太阳能和生物质能联合热发电
在多年太阳能利用技术研究、生物质流化床燃烧发电研究和工程实践的基础上，创造性提出了“太阳能和生物质能联合热发电技术”，将太阳能与生物质能发电系统优化集成为综合互补的热发电系统。在有太阳辐射情况下，生物质循环流化床燃烧锅炉和太阳能热吸收转换系统联合运行；在没有太阳辐射情况下，太阳能热吸收转换系统解列，生物质循环流化床燃烧锅炉可以单独与汽轮机发电系统联合运行。该技术目前正在与国有大中型企业进行技术合作研发，该项目的实施可形成具有自主知识产权的太阳能和生物质能联合热发电工艺。
目前重点研究内容：（1）太阳能高效集热方法与技术；（2）太阳能与其他能源的耦合热发电。
本单位已经在该方向上取得重要研究成果，如：
●太阳能聚光系统开发
张耀明院士于2006年完成的国内首座70kW塔式太阳能热发电示范工程，研制了腔式高温接收器，并在定日镜的结构设计、跟踪定位控制、反射镜成型等技术的突破，拥有多项国家发明专利。为了降低槽式聚光镜的成本、以及提高聚光镜的安装和调节效率，4008云顶集团太阳能中心研制成功新型的单立柱拟抛物面反射聚光系统以及挠曲面镜的制作方法，申请发明专利3项。
●太阳能聚光系统开发
研制出耐高温、耐高压金属流道具有选择性吸收涂层的太阳能真空集热管。该集热管属于采暖加热设备技术领域，用于解决因内管受热变形而产生的轴向应力问题。内管受热膨胀变形时，变形量可传递到外卸载装置上，由外卸载装置予以吸收，因此大大减小或消除因变形而作用在玻璃外管上的轴向应力，从根本上解决了内外管连接处松动、漏气和耐高温耐高压的技术难题，提高了集热管的可靠性。这方面技术的突破申请了20余项国家专利。
●太阳能跟踪技术
研制成功一种多功能手自动一体自动跟踪装置，将光电跟踪、天文跟踪及复合跟踪三种跟踪方式集成一体，可根据天气情况进行跟踪方式的任意选择及特殊情况下的手动调节。通过选用不同精度的位置传感器和光电传感器以及它们相应的信号调理电路，辅以带有所需机械传动精度的机架，该装置可以实现不同精度的跟踪；还通过软件来实现不同机型（传感器的安装不同）的单轴（包括极轴）、双轴跟踪。从而实现低成本、高精度的、拥有自主知识产权太阳能跟踪装置（申请专利12项）。
●太阳能和生物质能联合热发电
在多年太阳能利用技术研究、生物质流化床燃烧发电研究和工程实践的基础上，创造性提出了“太阳能和生物质能联合热发电技术”，将太阳能与生物质能发电系统优化集成为综合互补的热发电系统。在有太阳辐射情况下，生物质循环流化床燃烧锅炉和太阳能热吸收转换系统联合运行；在没有太阳辐射情况下，太阳能热吸收转换系统解列，生物质循环流化床燃烧锅炉可以单独与汽轮机发电系统联合运行。该技术目前正在与国有大中型企业进行技术合作研发，该项目的实施可形成具有自主知识产权的太阳能和生物质能联合热发电工艺。
目前重点研究内容：（1）太阳能高效集热方法与技术；（2）太阳能与其他能源的耦合热发电。