随着建筑能耗增加,太阳能作为清洁可再生能源在建筑中的利用率大幅提高,我国城市中的光伏建筑一体化(BIPV)项目逐渐增加。但城市建筑密集,互相遮挡产生阴影,使建筑一体化光伏组件的电、热特性发生改变,使光伏系统的功率输出显著降低,成为BIPV推广的阻碍。本文通过实验和模拟的方法对遮挡条件下建筑一体化光伏组件的电、热性能进行了研究,建立了遮挡条件下电性能数学模型、用于ANSYS软件计算的传热模型和热-结构耦合模型,通过对不同遮挡条件下的实验模拟结果对比分析,提出了在遮挡条件下最大化BIPV输出功率的排列方法,为遮挡条件下BIPV的设计提供了设计指导与数据基础。通过理论推导得到了光伏电池光生电流、串联电阻与遮挡面积比例的关系,并进行了实验验证;在此基础上分别建立了覆盖遮挡和阴影遮挡条件下建筑一体化光伏组件电性能的线性数学模型,运用MATLAB软件进行了模拟。同时搭建了遮挡条件下BIPV实验平台,与模拟结果进行对比分析。结果表明:当短边覆盖遮挡面积的比例增加到组件总面积的10%时,输出功率损失达到了98.67%;短边遮挡条件下光伏组件的功率损失始终大于长边遮挡条件,输出功率最大差值超过64%;光伏电池串的输出功率取决于电池串中光伏电池的最大遮挡面积比例,而不是被遮挡的电池数量;在阴影遮挡条件下光伏组件的输出功率始终大于在覆盖遮挡条件下。基于以上结果,提出了一种快速绘制遮挡条件下建筑一体化光伏组件I-V曲线的方法,并提出了规则与不规则两种遮挡情形下BIPV的设计建议。对光伏组件的三维模型和传热过程进行了简化,建立了光伏组件的传热模型和热-结构耦合模型,运用ANSYS软件进行了光伏组件在遮挡与未遮挡两种条件下热性能的模拟与对比分析。同时,结合实验结果对传热模型进行了验证。结果表明:在本文的实验气候条件下,光伏组件中电池温度最高处出现在接线盒连接处,热应力的最大值出现在光伏电池的边缘;遮挡条件下与未遮挡条件下光伏组件的最大温差约为10℃。结果对建筑一体化光伏阵列温度分布的研究提供了理论基础。