近场热光伏是在宏观热光伏的基础上通过缩小辐射器与光伏电池的间距提高系统输出功率密度的热电转换技术。热光伏电池作为近场热光伏系统的核心部件,其温度会受到近场效应的影响而急剧升高,进而导致系统输出功率密度降低。本文以GaSb热光伏电池为研究对象,探究近场辐射下热光伏电池性能的变化情况,进而分析近场辐射对热光伏系统性能产生的影响。通过构建近场热光伏系统的能量传输模型,分析了在近场辐射下辐射器与电池之间的距离、辐射器温度以及对流换热系数变化对电池温度产生的影响,并根据电池温度的变化分析了载流子寿命、载流子迁移率以及本征载流子浓度等电池参数受到的影响,发现随着电池温度升高,载流子寿命以及载流子迁移率均会出现降低,本征载流子浓度随温度升高而升高。根据这些电池参数的变化进而探究了考虑电池温度影响时近场热光伏系统的实际性能。结果表明当辐射器温度为2000K,辐射器与电池之间的间距为12nm,冷却散热系统为目前最佳条件时,即对流换热系数为6.5×104W/(m2·K)的情况下,电池温度高达473K,远高于文献中恒定300K的假设值。此时,考虑电池温度变化后系统输出功率密度为237.46W/cm2,远低于假设电池温度为300K情况下的电池输出功率密度340W/cm2。这是由于当电池温度升高后,本征载流子浓度随之升高,导致反向饱和电流密度升高,开路电压随之降低,最终导致电池输出功率密度降低。另外,随着辐射器与电池间距的减小或者辐射器温度的升高均会导致电池输出功率密度大幅提升,但电池温度也会随之升高,此时对流换热系数越低,电池温度升高的幅度则越大,即电池温度在相同辐射器与电池之间的间距或者辐射器温度下更高,而电池温度升高幅度越大则会导致电池输出功率密度增幅越小,系统效率降低越明显。当辐射器温度为2000K,对流换热系数由6×103W/(m2·K)提升至6.5×104W/m2·K)时,辐射器与电池的极限间距由58nm降低至12nm,电池输出功率密度由6.741W/cm2提升至237.47W/cm2,系统效率由0.068提升至0.158,随着对流换热系数提高,冷却散热系统的散热效果不断提升,系统性能随之提高。在近场热光伏系统中,通过降低辐射器与电池间距或者提高辐射器温度激发近场效应时,需要通过冷却散热系统调节电池温度,避免电池温度过快升高从而影响系统性能,而现有的冷却散热系统的散热效果仍需进一步提升。