黄梦萧,王云峰,李 明,梁靖康,杜桂菊,赵文魁

（1.云南师范大学 太阳能研究所，云南 昆明650500；2.云南师范大学 物理与电子信息学院，云南 昆明650500）

0 引言

太 阳 能 光 伏/光 热（Photovoltaic/Thermal，PV/T）集热器实现了太阳能的热、电综合利用，因此，太阳能PV/T集热器的市场占有率不断上升。其中，由晶硅电池集成的太阳能PV/T热水器占太阳能PV/T集热器市场份额的59%[1]。

学者们通过研究发现，由晶硅电池集成的太阳能PV/T热水器存在以下问题：①晶硅电池的电效率随着电池工作温度的升高而不断下降，在标准功率温度系数测试过程中发现，晶硅电池温度系数为-0.41～-0.50%/℃，当电池工作温度为25℃时，晶硅电池的电效率为18%，当电池工作温度升高到75℃时，晶硅电池的电效率下降了5%[2]～[4]；②由于晶硅电池层压在吸热板上，导致两者的热膨胀系数存在显著差异，这种差异导致由晶硅电池集成的太阳能PV/T热水器容易受到高热应力的影响[5]。长期运行过程中，由于温度梯度和温度波动较大的影响，导致晶硅电池机械应力较大，由晶硅电池集成的太阳能PV/T热水器容易发生变形或断裂。

非晶硅光伏电池功率温度系数较低，可达到-0.1%/℃，并具有柔性高和热应力低的特性，能够减少自身的光致衰减缺陷，进而防止光伏组件出现破坏和中断的现象[6]，[7]。因此，将非晶硅光伏电池与空气集热器相结合能有效解决晶硅电池热应力大的问题，同时，也避免了冬季管道发生霜冻的情况。基于此，本文提出了由非晶硅光伏电池集成的太阳能PV/T空气集热器（以下简称为非晶硅太阳能PV/T空气集热器），并通过实验对比研究了该集热器与传统太阳能空气集热器和单独非晶硅光伏电池的能量效率和火用效率。……