太阳能光伏光热建筑一体化技术在建筑围护结构外表面铺设光伏模块或直接取代外围护结构，并在模块背面采取水冷或风冷模式，且对流体带走的热量加以有效利用，同时产生电、热两种能量收益，提高了系统的太阳能综合利用效率。随着我国城镇化的快速发展和建筑面积的不断增加，在能源日益紧张的今天，在建筑中大力推广应用太阳能光伏光热建筑一体化技术将是规模化发展可再生能源、降低建筑能耗中常规能源比例的重要途径。针对Trombe墙的功能单一和美观性差的缺点，结合在光伏电池模块的背面铺设流道、通过流体带走热量的思想，我们提出了一种新的太阳能光伏光热建筑一体化方案：在Trombe墙的玻璃盖板的背面贴上光伏电池就构成了新型的带有光伏电池的Trombe墙，即PV-Trombe墙。它解决了传统Trombe墙功能单一的缺陷，在发电的同时，冬季可以向室内供暖，夏季可以降低室内冷负荷；不仅如此，它还改善了建筑外表面的视觉舒适性，使建筑外观更有魅力。本文采用电池层压工艺，将光伏电池与玻璃盖板整体层压成型，设计并制作了PV-Trombe墙的光伏玻璃板，进而利用可对比热箱，设计并搭建了PV-Trombe墙系统实验平台，对冬季运行的PV-Trombe墙系统在有无窗户，有无蓄热，有无风机，风口是否按时开关这8种工况下的光电光热性能进行对比实验测试，采集了各种工况下的发电、温度场数据。本文创新性地将PV-Trombe墙和室内房间耦合起来作为封闭的PV-Trombe墙系统来处理，建立了PV-Trombe墙系统各部分的非稳态传热和流动模型、系统发电模型，并应用理论模型对系统在不同季节运行时各部分的温度场，光伏电池电性能和室内得热等进行了数值模拟计算。在此基础上，讨论了PV-Trombe墙宽度和上下风口大小对系统性能的影响，并提出了集热墙外表面绝热和设置卷帘两种改进措施，进而分析了改进后的PV-Trombe墙系统在冬季和夏季运行时的性能。针对无窗户无蓄热有无直流风机风口按时开关工况和有窗户有蓄热无直流风机风口按时开关工况，对PV-Trombe墙系统模型进行了改进和拓展，并将模拟结果与实验结果对比，验证了改进和拓展后的模型的合理性，并进一步研究了直流风机和窗户对PV-Trombe墙系统性能的影响。针对西藏地区典型居住建筑安装PV-Trombe墙的情况，进一步拓展了系统模型，从理论上研究了PV-Trombe墙宽度以及围护结构外表面绝热对PV-Trombe墙系统性能的影响。然后，根据采暖标准选取了合适的PV-Trombe墙宽度，并对系统性能进行了详细分析。理论和实验结果表明，PV-Trombe墙系统可以在冬季显著提高室内温度：有PV-Trombe墙室内温度和环境温度温差最大值一般可达20℃以上，光电池电效率，为10～11％左右。PV-Trombe墙系统在冬季运行时，对集热墙或整个围护结构外表面绝热均有利于进一步提高室内温度，但同时会导致光电池电效率有少许降低，此外，安装太阳能微型直流风机对系统热性能和电性能均有积极作用，放置蓄热砖块增强蓄热，按时开关风口均有利于进一步改善室内热环境。PV-Trombe墙系统在夏季运行时，必须采用集热墙外表面绝热或设置卷帘，才能降低室内温度，且降低幅度较小。夏季光伏电池的工作温度基本上在30～50℃之间，充分说明了夏季运行的PV-Trombe墙可以很好地冷却光伏电池。在夏季集热墙外表面绝热仍不利于冷却光电池，而设置卷帘可以少许提高电效率。对PV-Trombe墙的参数研究表明，随着PV-Trombe墙宽度增大，PV-Trombe墙房间室内温度几乎线性增大，应根据设计要求选取合适的宽度：随着上下风口面积增大，PV-Trombe墙房间室内温度也增大，但是，当上下风口面积和空气流道高度方向截面积之比大于0.7时室内温度几乎不变，推荐值为0.5～0.7。