近年来,随着纳米技术的发展,微纳尺度领域的传热问题已变得尤为重要。在纳米距离下,由普朗克定律给出的两物体间辐射换热的极限值被否定,而此时由耦合倏逝波贡献产生的辐射换热量将远大于这一极限值,这种现象因此被称为近场辐射换热。巨大的近场辐射热流有利于纳米热器件的发展,因此一直以来,受到广泛关注的是如何进一步增强近场辐射换热,但为了使近场热器件在实际中更具有使用价值,必须对近场辐射换热进行合理地调节和控制,采用各向异性介质可以很好地实现近场热流管理。本文基于两各向同性平板间的近场辐射换热公式的推导过程,针对于两各向异性平板间的辐射换热问题,重新推导了各向异性介质的麦克斯韦方程组,得到能够描述电磁波反透射特征的4?4矩阵,并通过联立电磁场边界条件计算出反透射矩阵,最终得到两各向异性平板的辐射换热量。本文利用提出的各向异性介质间辐射换热的计算公式,分析计算了各向异性材料包括磁光材料、双曲超材料和石墨烯-双曲超材料异质结结构间的辐射传输特性。发现分别通过调节磁场强度和方向、光轴倾斜方向和异质结结数,可以实现灵活的控制近场热流。同时又针对介质薄膜和块体结构存在介质损失等问题,提出了利用2D超表面弥补平板结构的缺陷,分析并分别计算了通过磁场调节石墨烯和相对转角调节单轴超表面辐射换热特性,并且发现2D超表面具有高效地调控热流效果。本文进一步利用倾斜双曲超材料光轴的策略,有效改善了以氮化硼为热源和石墨烯-锑化铟异质结为电池组成的近场热光伏装置效率低下的问题,并发现通过倾斜光轴不仅能对低带隙能光谱热流实现极大抑制并且还可以增大高带隙能光谱热流。最后讨论了热源温度、电池温度、工作电压和石墨烯化学势对热光伏电池输出功率和效率的影响。