集热蒸发器（以下简称集热器）是太阳能-空气源热泵最关键的设备，其性能和造价对太阳能-空气源热泵系统性能和经济性有十分重要的影响。通过对国内外直膨式太阳能热泵系统的集热器进行分析，目前针对集热器的研究并不多，主要是平板式或螺旋翅片式集热器。平板式集热器换热面积小，对空气能的吸收能力比较弱；螺旋翅片管由于螺旋翅片和基铜管形成固定的螺旋垂直结构，太阳能有效集热面积少，不利于太阳能的吸收。 为了提高太阳能热泵利用效率，充分利用太阳能和空气能，本论文对太阳能-空气能高效集热器进行了深入研究。在对国内外研究状况进行大量分析的基础上，提出了一种新的太阳能.空气能双源一体式高效集热器的物理模型，结合基本传热方程建立数学模型，编写计算程序，对这种高效集热器在典型气象年全年的运行进行了模拟。首先按照单一太阳能热源模式，通过全年运行数据比较，确定能够兼容空气能集热的最佳接收太阳能的集热器结构参数，并得出不同月份或季节的集热器最优倾角。然后确定单一空气源模式下集热器的结构参数。在得到结构优化参数的基础上，与平板式集热器进行对比分析，结果表明高效集热器与空气的换热面积是平板式的7.3倍，吸收总能是平板集热器的3.16倍，在不同条件下，均能高效吸收自然能量，满足直膨式热泵全天候运行，具有很高的节能价值以及实用性。本文以广州为例进行了模拟分析。 太阳能热泵需要消耗电能。本论文从工程热物理的角度对提高太阳能光伏发电效率进行了研究。工作温度是影响太阳电池光电转换效率的重要因素，尤其是晶体硅太阳电池效率具有负的温度系数，效率随电池温度上升而线性下降。因而太阳电池的散热是提高太阳电池效率的有效途径之一。本文就太阳电池组件的背板材料和安装参数对太阳电池散热的影响进行了有效的理论和实验研究。 论文在分析对比背板材料热性能如导热系数、反射率、透射率、吸收率等物性参数的基础上，筛选出三种金属材料，根据太阳电池组件的电性能要求，对金属背板材料进行绝缘处理的对比实验以有效提高其绝缘性。最后筛选出抗电压击穿能力二千伏以上者制作成太阳电池组件，与以TPT为背板的太阳电池组件进行了对比实验并对温度降低的机理进行了理论分析。理论与实验结果分析表明，在太阳辐照强度I=400～950W/㎡时铝合金背板太阳电池比常规太阳电池温度低0.5～3.5℃，最大功率增加比1～4％，且其提升幅度随环境温度上升、辐照强度增大而增加。 本文对组件背板与屋面之间不同高度和不同遮挡情况的通风流道与太阳电池温度的关系进行了对比实验。研究结果表明当太阳辐照度I=830～880W/㎡，环境温度T=25～29℃时，四周全封闭组件的平均温度比不封闭的高7.8℃，比散热良好的散热组件高12℃.当太阳辐照度I=590～835W/㎡，环境温度T=26～29℃时，四周不封闭组件的平均背板温度比散热组件高2.23℃，半封闭的比散热组件高4.36℃。因此背板通风对于优化太阳电池组件散热，降低组件温度，提高光电转换效率具有非常积极的作用，在电池背板材料以及安装上充分考虑电池散热具有实用意义。