为改善光伏/光化学水处理系统染料脱色时间长、污染物处理能力低、系统光损失大、结构复杂、流道易漏水等缺点,本论文从提高污染物降解效率的角度出发,提出了光伏/光-电化学水处理系统,利用系统中太阳能电池板产生的电能为电化学过程提供能量,实现光-电化学对染料污水的协同降解;从优化装置结构、降低系统光损失的角度出发,提出了光伏/光化学薄液膜水处理系统,该系统利用污染物薄液膜流动状态来降低光损失,提高系统发电量。首先,利用太阳能电池搭建了光伏/光-电化学水处理系统来实现偶氮染料降解与系统能量供给。本实验研究了不同水处理系统中的染料脱色效率与电池板性能,实验在天津户外条件下进行,模拟染料废水选择酸性红26。该光伏/光-电化学水处理系统进行50mg/L酸性红26降解时,实验结果表明光化学与电化学对酸性红26的脱色具有协同作用,与单独的光化学过程和单独电化学过程相比,染料完全脱色时间分别缩短了50%和44.4%。在此系统中,电池上方流道内循环流动的模拟染料废水通过吸收太阳光的远红外部分,带走了部分热量降低了电池板的温度,同时模拟酸性红26废水的温度从7°C升高到16°C,这部分的温度升高有利于加快酸性红26的脱色效率。酸性红26的浓度升高到200mg/L后,系统产生的电量也可以满足实验过程中电化学的需求。其次,利用太阳能电池搭建了光伏/光化学薄液膜水处理系统来实现偶氮染料降解与系统能量供给。选用偶氮染料酸性红26与酸性棕14作为模拟染料废水,实验在天津户外条件下进行。实验结果表明光伏/光化学薄液膜水处理系统较原来的光伏/光化学系统可以实现较高的染料脱色效率与较好的电池性能。通过与原系统比较,薄液膜水处理系统的理论光谱透过率提高了10.2%,同时可以实现较低的太阳能电池板温度,进而提高电池板的最大输出功率。论文中也考察了不同流量对薄液膜系统的影响,实验结果表明随着流量的增加污染物的脱色效率有所提高,但是流量增加液膜厚度也会随之增加,所以电池板的短路电流和最大输出功率会有所降低。除此之外,系统能耗随着流量的增加而增加,因此在200-1000L/h的流量范围内,低流量更有利于系统的实际应用。