本发明公开了一种基于微型砷化镓光伏电池的聚光组合系统，其主要由主聚光器和二次光学元件组成，所述主聚光器优选包括钢化玻璃基板和有机硅胶非球面平凸透镜，所述二次光学元件优选包括由光学玻璃制成的球形透镜；其工作过程包括：所述非球面平凸透镜把平行的太阳光会聚到二次光学元件表面，并由二次光学器件将太阳光再次会聚传递到微型光伏电池芯片表面。本发明结构简单，实用性强，不仅可以提高传统基于菲涅尔透镜的主聚光器的光学效率，降低主聚光器的加工难度，而且可以提高聚光光伏模组的接收角，提高聚光光伏模组的加工、安装公差容忍度，增加聚焦光斑的均匀性，从而提高太阳能电池转换效率。