可持续能源的利用和推广是解决当前我们所面临的能源消费需求不断增加、能源消费结构不合理的问题,及其带来的能源压力及环境污染问题的必要途径,而太阳能凭借其总量大及可开发年限长成为目前可供开发的最大能源来源。太阳能光伏光热一体化系统可以在利用太阳能获得电力的同时有效利用系统余热,提高了系统的太阳能综合利用效率,节省了土地利用资源,还可以敷设在建筑外表面或替代某些构件,为太阳能应用提供了更为有效的途径。本文针对传统管板式PV/T模块结构中存在的问题,提出在吸热板与流体通道之间原本为空气的空间内填充铁屑,以提高光伏电池与流体之间的换热速率,增强系统的换热效果,由此设计并制作了填充式管板PV/T模块,并依据相关测试标准搭建了实验平台,并在400 W/m²⁸00W/m²的不同辐射强度下对铁屑填充管板式PV/T系统和未经填充的管板式PV/T系统进行了实验研究,实验结果表明填充铁屑有效降低了模块温度（1.3³.2℃）,光电效率较未经填充的系统平均相对提升10.6%;经过铁屑填充的系统水箱水温度具有更大的升高速率,当考虑水箱内的冷却水水温升高到相同温度时,填充系统用时更短,系统集热效率较未经填充的系统平均相对提升9.2%;系统综合效率相对提升9.5%。本文基于铁屑填充式管板PV/T模块的结构对其系统进行了理论模型分析,并建立了系统能量平衡方程,在此基础上通过TRNSYS仿真模拟软件建立了系统的仿真模型,并与实验数据进行了对比,由此验证了模型正确性。模拟结果表明在天津市标准年气象数据下,系统单位面积的全年产出电量为792.6MJ,全年所得集热量为2558.3MJ,全年平均发电效率和集热效率为分别为15.5%和49.1%;在5月份标准日中全天平均发电效率和集热效率分别为14.0%和41.1%;在标准测试工况下填充系统的平均发电效率为17.7%,平均集热效率为52.1%。系统性能均在不同程度上较未经填充的系统有所提升,且随填充密度增加有所提升。此外,本文基于层次分析法对不同填充密度进行了优化选择:处于513 kg/m3左右的填充密度优于其他填充密度,其他几种填充密度的优越性排序依次为680kg/m3,340 kg/m3,780kg/m3（填充铁板）,170kg/m3及0 kg/m3（未填充）。最后,本文通过计算得到单位面积填充系统的年总节能量为2704.7MJ,合92.5kgce,高于未填充系统、光伏系统及光热系统;动态回收期约为9.6年;该系统在一年内相对于煤的CO₂、SO₂、NO_X减排量分别为227.2kg、1.5kg和1.4kg。