在不同的光照和温度条件下，每块太阳能电池都有着在当前环境下的最大功率点，即具有自己的最佳工作电压和电流。当移动的云彩、树木或其他投射物的阴影遮挡住太阳能电池板串列中的某一块或某几块时，被遮挡的太阳能电池板的最大功率点将会发生变化，即输出的工作电压和电流发生变化。由于串联支路电流相等，故发生阴影遮挡时，同一串列的太阳能电池板的工作电流将取决于被遮蔽的太阳能电池板的最小输出电流，导致整个光伏系统的工作电流减小以及该遮蔽串列的输出电能大幅降低。这种部分遮蔽导致的失配对系统发电量的影响很难通过简单的公式计算来获得，因为光伏系统发电量受到很多的因素影响，如内部电池模块间互连、模块定向、光伏电池组间的串并联以及逆变器的配置问题等。为了解决上述问题，本文通过对分布式的光伏发电系统进行研究，为每一块太阳能电池配置一个光伏功率优化器，功率优化器内含最大功率点跟踪算法，可以利用分布式电路调整每一块太阳能电池板输出的电压和电流，并将其转换为最理想的一组输出电压及电流，直至该光伏串列全部取得平衡，避免了系统的失配并提高了每一块太阳能电池板的输出电能。本文针对如何提高光伏发电系统效率从多方面进行了分析和研究，首先分析研究了太阳能电池输出特性导致光伏系统发电量降低的原因、DC-DC变换器工作原理及其实现阻抗匹配的过程、采用分布式最大功率跟踪控制的必要性等，着重研究了分布式光伏系统的架构和分布式系统控制策略，接着设计了光伏功率优化器系统，包括硬件电路以及部分控制软件的设计、传统DC-DC变换器与采用同步整流技术后效率的比较以及影响变换器效率的参数选取等，并在Matlab/Simulink下搭建了光伏发电系统仿真模型，对上述研究内容进行了仿真实验并给出了验证结果，同时对仿真结果进行了分析。最后设计了一台试验样机，完成了硬件电路和控制软件调试，给出了实验验证波形，并达到了预期的设计要求。