近年来,太阳能的高效应用问题已经在全世界范围内引起了广泛的关注。2020年国家提出“3060双碳”计划,太阳能在建筑中的应用将迎来新的机遇和挑战。光伏发电作为一种零碳且可持续发展技术必将助力双碳目标的实现。目前,光伏发电领域面临着一个重要挑战,即光伏组件发电时产生的高温会导致发电效率降低。为了解决此问题,研究者们提出了光伏光热一体化技术,也叫PV/T技术,即在光伏板背面设置流体流道用来冷却光伏板,实现光伏板的冷却,从而在发电的同时产生热水。本文主要针对冷却流道的设计及应用开展了相关研究。本研究的主要工作是基于场协同理论和仿生学理论,提出了三种新型冷却通道结构,为促进太阳能光热转化利用提供技术支撑。针对通道型光伏组件冷却装置进行了改进创新,提出了两类新型冷却流道,一类为通道式流道,另一类为管式流道。针对通道式流道,本研究基于场协同理论提出了楔形多孔流道和波纹型流道。针对管道状流道,基于仿生学理论提出了树叶状仿生学冷却管道。本文对PV/T系统的传热过程和能量转化效率方面进行了详细的分析讨论,并对提出的三种新型冷却流道结构进行建模,利用现有文献进行了模型验证。在验证了模型的正确性后,本文开展了相关模拟研究工作。（1）对流道的结构进行了优化,探究了结构参数对流道传热性能的影响。分析了孔的大小、数量和分布等因素对温度场的作用机制,得到了楔形多孔流道的最优结构参数。（2）在最优结构参数基础上,讨论了太阳辐射、入口质量流量和进口温度等对PV/T系统热/电产出性能影响。研究结果侧重于新型流道的结构尺寸和外界参数变化对新型PV/T系统效率的影响。结果表明,对于楔形多孔流道,靠近出口的孔应进行密集布置,优化后的孔直径为0.005m。对于鱼鳍状流道,最优结构为流道厚度为0.03～0.05m,锯齿峰为0.02～0.035m,锯齿宽度为0.01m,应用新型流道的PV/T系统比传统PV/T系统的总效率高4%～5%。对于仿生树叶状流道,其结构应以一次分支为宜,分岔角在15°～40°之间。三种新型流道均在太阳辐射较强时,冷却性能表现更为优良,所以推荐应用于太阳辐射强度大于1000 W/m~2的场合。三种流道对比来看,树叶状仿生管式流道具有更好的能量增益。通道状的流道,楔形多孔和鱼鳍状流道应用面更广泛,既可以用于空气冷却,也可以用于水冷却。