随着环境污染以及能源危机等问题越来越突出,太阳能因其高效、环保以及蕴藏量巨大等优点越来越被国内外诸多学者所重视。太阳能光伏光热综合利用技术（Photovoltaic/thermal,PV/T）,作为太阳能应用的重要方向之一,将光伏和光热相结合,不仅实现了能量输出方式的多样性,同时也提高了太阳辐射能的利用率。而太阳能集热器作为太阳辐射能收集和转化的核心构件,其性能的好坏对于太阳能的利用效率具有最直接的影响。平板式太阳能PV/T热水/空气集热器因其结构简单、经济性较高而受到了很广泛的应用。虽然现有关于平板式太阳能PV/T热水/空气集热器的国内外研究在一定程度上对于提高PV/T集热器的综合性能以及揭示PV/T集热系统的光电和光热转换过程方面具有较好的促进作用。但是由于各PV/T集热系统本身结构以及所使用冷却介质的局限性,现有的平板式PV/T集热器仍存在一定的不足:对于大多数管板式PV/T热水集热器而言,在夏季正午时段等太阳辐射强度较高的工况下,太阳电池的温度仍然较高,这对太阳电池的发电效率与使用寿命都会产生不良影响;对于大多数太阳能PV/T空气集热器,其空冷系统在非采暖季由于没有热空气的需求,往往处于闲置状态或单纯的作为PV系统使用,导致太阳电池发电效率、使用寿命的明显下降和建筑冷负荷的增加;绝大多数PV/T集热器虽然可以同时提供热能和电能,但由于所选择的冷却介质较为单一,从而导致了热能的输出方式（热空气或热水）也较为单一。这就导致了用户无法依据自身对不同种类热量的需求,从而灵活的选择PV/T集热器的运行方式。因此,本文针对以上问题,提出了一种新型管板式太阳能PV/T集热器结构,并针对该集热器的性能进行了相关研究。本文首先提出了一种新型的太阳能PV/T集热器结构。该太阳能PV/T集热器在管板式热水PV/T集热器的基础上,将光伏板与玻璃盖板之间设置为冷却空气通道,从而在不同工况下可以实现水冷、空冷以及水冷与空冷同时作用的多种运行工况,为建筑提供热空气与生活/采暖热水。其次,针对该集热器的光热与光电转换过程进行了理论上的分析,建立了水和空气同时运行时的二维非稳态的能量传递数学模型,通过编写的MATLAB程序对建立的数学模型进行求解,并通过相关文献中的实验结果验证了该数学模型的准确性。再次针对该集热器的运行特点,提出了该新型PV/T集热器的评价方法。最后在所建立的数学模型的基础上,通过控制变量法分别探讨了室外环境参数（太阳辐射强度、环境温度、环境风速）、运行参数（流道内空气流量、水流量、水的入口温度）、结构参数（空气流道高度、集热器长度、光伏电池覆盖率）等重要参数对集热器性能的影响。通过探究室外环境参数对集热器性能的影响发现:（1）在其他条件不变的情况下,随着太阳辐射强度增加,集热器的空气、水的出口温度均有所增加,且空气、水的出口温度的增加速率基本保持不变。相比于夏季工况,太阳辐射强度在冬季工况时对PV/T集热器的光热转化效率的影响更大,但在夏季工况下,集热器的热效率明显要高于冬季。此外,太阳辐射强度与集热器的光电转换效率呈负相关。（2）在所研究的工况下,集热器的空气出口温度和水的出口温度随着环境风速的增大而降低,且水和空气的出口温度降低的速率越来越低。随着环境风速的增大,集热器的热效率不断降低,且下降速率越来越小,电效率略有增加,最大增长幅度为0.02%。由此可见,周围环境风速对PV/T集热器的光电转换效率影响微乎其微。通过探究运行参数对集热器性能的影响发现:（1）随着空气流量和水流量的增加,集热器的空气及水的出口温度越来越低,且下降速率与水流量和空气流量成反比;当水流量大于0.04kg/s时,空气流量的变化对集热器的电效率、热效率以及综合性能效率的影响较低。建议此时空气流量的变化值应该在夏季时小于0.04kg/s,冬季时小于0.07kg/s。（2）当水流量大于0.07kg/s时,再增加水流量对于降低光伏吸热板的温度来说,意义不大。因此,建议实际运行时,水的流量应低于0.07kg/s。随着水的入口温度的增加,集热器的热效率、电效率以及综合性能效率均不断降低,其中综合性能效率的降低幅度为10%左右。通过探究结构参数对集热器性能的影响发现:（1）基于综合性能效率的分析,对于新型集热器,推荐的空气流道高度设计值为30-35mm;（2）随着太阳电池覆盖率的增加,集热器的综合性能效率越来越大,但在此过程中,集热器的热效率不断降低。因此,对太阳电池覆盖率的选择,需要用户根据自身对热能和电能的实际需求来确定。（3）当集热器所处的外界环境为太原地区的冬季平均室外条件时,随着集热器长度的增加,集热器的热效率、电效率、综合性能效率逐渐降低,光伏吸热板的温度分布温差越来越大,但水和空气的出口温度越来越高,空气出口温度的增长速率为2.7℃/m,水的出口温度增长速率约为4.5℃/m。