基于光伏/光热集热蒸发器的太阳能热泵热水器(后简称PV/T太阳能热泵)通过实现太阳能光电光热综合利用,可有效提高太阳能转化效率。在PV/T集热蒸发器中,产生的热量被制冷工质带走并供给热泵循环,可提高热泵蒸发温度,改善热泵性能;同时,光伏电池的温度随之下降,光电转化效率得以提高。本文分别从理论和实验层面对PV/T太阳能热泵系统的各项性能进行了研究。对不同工况下PV/T太阳能热泵性能进行了测试,并设置常规太阳能热泵和未经冷却的光伏电池板作为实验的对照组。PV/T太阳能热泵的COP随着太阳辐射强度、环境温度的上升而上升,随着水箱水温的上升而下降。在太阳辐射良好的情况下,PV/T太阳能热泵的过程COP可以达到5,在五月份平均为4.29,在七月份平均为3.75。相较于普通太阳能热泵,PV/T太阳能热泵具有更低的净能耗、更高的热电综合COP,其太阳能综合利用效率在太阳辐射良好的情况下高于常规太阳能热泵。相较于未经冷却的光伏电池板,PV/T太阳能热泵可以有效降低光伏电池的温度,从而提高光电转化功率。在实验过程中,PV/T集热蒸发器的光电转化效率平均为15.4%,相较于同环境条件下未经冷却的光伏电池板提高了26%。对PV/T太阳能热泵建立数值仿真模型,并在MATLAB里进行求解。比较仿真结果与实验测量值,结果显示,数值仿真模型的平均误差在5%左右,可以满足工程应用的需要。在数值仿真模型的基础上,探究环境参数及结构参数对系统运行性能的影响。其中,环境参数的影响与实验测量的规律相符;计算了上海地区集热蒸发器安装的最佳倾角,为27°。对上海地区PV/T太阳能热泵年运行进行了仿真预测。其中,COP平均值为3.71,平均集热效率为0.71,平均太阳能综合利用效率为1.04,在全年内可以保持良好的工作性能。