能源储备和环境污染是当今世界共同面对的两个严峻的社会问题。太阳能作为一种环保型新能源,越来越受到社会的关注。现阶段太阳能利用的多种方式中,真正具有实用意义的主要是光热利用和光电利用。光热利用效率较高,一般在55%左右,但获得的是低品位的热能；光电利用可以获得高品位电能,但由于绝大部分长波辐照无法利用,导致太阳辐照的总利用效率较低。太阳能光电光热综合利用(PV/T)技术可以同时进行光电转换和光热转换,显著提高了太阳能的光电光热综合利用率,其理论综合效率可达60-80%,是目前太阳能应用研究中的重要方向。由于PV/T系统应用过程中同时包含光热转换和光电转换,因此光热转换本身以及其对系统结构设计的要求会影响到光电转换过程,具体表现在系统的温度分布和辐照分布两方面。一方面,由于PV/T系统中光热利用对换热工质的温度要求,使得进出口的工质往往具有明显的温度差,鉴于集换热结构与光电部件之间的良好导热性以及外层的保温隔热措施,这一工质的温度变化也会影响到光电部件,导致电池的温度分布沿工质的流动方向而产生变化。另一方面,PV/T系统的结构特性会导致边框阴影等辐照分布不均匀的现象。由于温度对太阳能电池的短路电流和开路电压有直接影响,电池的光生电流与辐照强度近似呈线性变化。因此,不均匀的温度分布和辐照将导致光电组件内部的电压和电流分布差异,从而导致电池失配,降低系统的光电转换效率。目前对PV/T系统的研究中,较少关注到温度和辐照的非均匀分布,而二者对系统输出性能带来的影响也缺乏探讨。过去对PV/T系统的建模大多关注的是光热性能,对光电性能的模拟一般是直接套用光伏系统的模型,但PV/T系统中的光电转换过程会受到集换热部分的影响,直接利用光伏系统的模型来模拟PV/T系统的光电性能是否准确,有待进一步的讨论。基于以上分析,本文将针对PV/T系统中温度分布和辐照分布不均匀的特性,建立系统的分布式光电性能模拟模型,对系统的光电性能进行实验测试分析和理论模拟预测。研究结果可以对PV/T系统中的结构设计、电路串并联、太阳能电池分布、PV/T模块封装工艺等关键性问题提供优化建议,为PV/T的性能分析和优化设计提供理论基础和数值模型。具体的研究内容包含以下几个方面：(1)通过实验测试和数值模拟相结合的方法,对传统太阳能电池模型进行拓展和修正,使其可以应用于非均匀辐照下的电池性能模拟,且其中所涉及到的计算参数很容易从电池供应商处获得。在此基础上,以平板PV/T系统为主,针对PV/T系统中温度分布和辐照分布不均匀的特性,建立系统的分布式光电性能分析模型,在该模型中,每块电池都可以作为一个单独的节点进行参数赋值。另外,设计和搭建实验平台,对该模型进行实验验证,使得该模型可以应用于非均匀辐照下的PV/T系统的模拟。研究结果可以为PV/T的光电性能分析和优化设计提供理论基础和数值模型。(2)针对PV/T系统中的温度分布特点,即平均温度随时间变化范围大和温度空间分布差异比较明显,分析典型PV/T系统中由于集热器结构特性导致的温度分布规律；建立串联电路和并联电路两种光伏连接电路的数学模型,分别在最大功率跟踪模式和定压运行模式下,对单晶硅电池、多晶硅电池、硅薄膜电池、三结非晶硅电池等四种太阳能电池组成的PV/T系统中的多项光电性能参数受温度因素的影响进行分析。(3)针对平板PV/T系统中常见的边框阴影遮挡现象进行研究。建立边框阴影的分布模型,分析平板PV/T系统中的阴影分布规律；利用非均匀辐照下的PV/T系统分布式光电性能分析模型,对边框阴影遮挡下的系统瞬时光电性能进行模拟；在此基础上,就边框阴影对系统累积光电性能的影响进行分析,同时并比较串联电路和并联电路二者之间的性能差异。(4)针对BIPV/T系统中边框阴影的分布特点,建立系统的边框阴影分布模型,对边框阴影在不同时段不同季节的分布情况进行详细介绍,讨论其随太阳高度角、方位角、系统结构及朝向之间的关系；同时,利用PV/T系统的分布式光电性能分析模型,研究边框阴影对系统瞬时光电效率的影响；在此基础上,根据合肥地区的典型气象年数据,对BIPV/T系统的年平均输出性能进行估算,评估不同方位角下,边框阴影带来的系统年度电能输出总损失。根据研究结果,对PV/T系统的安装放置和优化设计提供参考。研究结果可用于评估BIPV/T系统的瞬时性能以及年平均性能。