光伏发电与建筑结合是近年来常见的一种可再生能源利用形式,尤其是将光伏幕墙作为现代建筑外围护结构,可充分利用垂直面太阳辐射。半透明单晶硅光伏幕墙具有透光性良好、性能稳定以及使用寿命较长等优点,但其经常受到建筑物遮挡,导致光伏幕墙经常处于阴影下工作,容易导致系统失配,使得系统发电效率显著下降,同时光伏电池还会产生热斑效应,使光伏系统可靠性降低,寿命缩短。本研究主要对半透明单晶硅光伏幕墙在自然屋檐阴影以及人为设定阴影下的电性能和热性能进行研究。通过在长沙搭建实验测试平台,对半透明单晶硅光伏幕墙进行不同工况的性能测试,研究了阴影对半透明单晶硅光伏幕墙的性能影响,得出不同工况下光伏幕墙电性能、输出特性和热性能的相关结论。本文主要研究内容和结果如下:首先介绍了光伏电池的工作原理和发电模型,并提供了半透明单晶硅光伏幕墙在标准测试条件下的性能参数以求得标况下的五参数,以及在标况五参数基础上获得任意工况五参数的修正方法。此外阐述了局部阴影对光伏组件输出特性的影响。其次搭建了半透明单晶硅光伏幕墙实验测试平台,阐述了实验所需测量数据、测量仪器及测点布置情况,介绍了实验方案。此外描述了使用Ecotect软件对实验进行模拟的过程。最后对半透明单晶硅光伏幕墙系统在夏季屋檐自然阴影工况以及人为设定阴影工况下的实验结果进行整理分析。关于半透明单晶硅光伏幕墙的电特性,实验结果表明:人为设定阴影影响下光伏幕墙系统的发电性能显著下降。光伏幕墙系统的发电减少量百分比最低为30%,最高达到67.85%,逐时发电效率基本小于等于9%;屋檐自然阴影影响下光伏幕墙系统的发电性能较好,光伏幕墙系统的发电减少量百分比最高为32.13%,逐时发电效率基本都大于9%。关于半透明单晶硅光伏幕墙的I-V特性,实验结果表明:人为设定阴影和屋檐自然阴影对光伏幕墙系统I-V曲线和P-V曲线的影响截然不同。人为阴影影响下光伏幕墙的I-V曲线出现“多膝”形状,P-V曲线有多个峰值点,最大功率点的选取在不同实验工况下不同;自然阴影影响下I-V和P-V曲线与正常条件下的曲线基本相同,I-V曲线是“单膝”形状,P-V曲线只有一个峰值点。关于半透明单晶硅光伏幕墙的热性能,实验结果表明:人为设定阴影工况下阴影光伏电池的最高温度都在42℃以上;人为设定阴影实验工况中遮挡一个光伏电池75%的面积,遮挡另一个光伏电池25%面积时,阴影光伏电池中午时段发生反向偏置现象,作为负载消耗功率,导致该工况下阴影电池温度全天都明显高于非阴影电池温度,最高温度值在所有实验工况中最大,但由于旁路二极管的保护,没有出现热斑效应;人为设定阴影影响下光伏电池的填充因子值都低于60%,说明局部阴影使得光伏电池品质变差。屋檐自然阴影影响下,阴影光伏电池的最高温度都低于41℃,且填充因子值分别为66%和82%,都在0.6~0.85的范围内,表明此时光伏电池品质较好。本研究开展建筑阴影影响下的半透明单晶硅光伏幕墙的电性能和热性能研究,研究结果为半透明单晶硅光伏幕墙系统的设计和优化提供参考。