(1) 太阳能光伏光热综合利用
现阶段太阳能光伏光热综合利用(PV/T)技术存在的技术瓶颈包括：A．普通系统吸热板温度场不均匀，导致电池片与金属基板间形成的热应力分布不均匀, 长期工作后电池片易断裂或从基板脱落，系统生命周期短； B．PV/T模块及水路的流动阻力较大,传热效果不理想,泵功耗较高，且冬季易结冻。C．一、二次流体之间通常通过壳管式承压水箱换热器进行热交换，具有热交换效率低、箱体成本较高及蓄热功能差的缺点。开展新一代太阳能光伏光热综合利用技术研发，包括闭式环路热管型PV/T 技术研发、基于非晶硅薄膜电池的 PV/T 技术研发及高倍聚光砷化镓(GaAs)PV/T 技术研发。
(2) 太阳能与建筑一体化
目前太阳能技术应用于建筑供能的主要途径包括太阳能热水系统和太阳能主被动采暖系统等。传统太阳能热水系统为采用集热器阵列和交流泵的主动循环式热水系统。这种系统需要为流体循环安装控制器和温度探头，并且需要电网电力来驱动循环。此外此种系统还存在交流泵频繁启动和停止的问题。这不仅容易导致系统故障，而且不利于泵及控制器的使用寿命。而常规太阳能主被动采暖系统功能单一，夏季常处于闲置状态，甚至造成建筑过热，增加空调负荷。为了解决传统太阳能热水和采暖系统的不足，拟开展光伏直驱式太阳能热水系统研发、太阳能双效空气集热技术研发。另外，结合我国西北地区丰富的太阳能资源和巨大的采暖需求，将进一步开展基于太阳能炕的主被动复合采暖系统研发。
(3) 太阳能热泵与制冷技术
在中国科学技术大学太阳能热泵领域的研发基础上， 开展多功能太阳能热泵技术、光伏-太阳能热泵/热管复合技术以及光伏直驱式太阳能热泵系统的研发。
(4) 太阳能功能材料
高效 PV/T 集热器要求其板芯表面具有光谱选择性，即在太阳辐射波段仍具有高的光谱吸收率（低反射率），而且在中远红外波段具有高的光谱反射率（低发射率）；同时盖板在太阳辐射波段具有高的光谱透过率，而在其他波段具有高的光谱反射率（低发射率），以提高 PV/T 的集热效率。拟开展适合于太阳能集热、采暖及 PV/T 领域应用的选择性涂层研发、基于光谱选择特性的光电转换-光热转换-辐射制冷综合利用技术研发和旨在增强太阳能供能稳定性的蓄热材料研发。
(5) 太阳能热发电
当前太阳能热发技术集中在槽式和塔式发电技术，热源温度一般为300-1000℃。高温太阳能热发技术具有集热面积大、聚光比高等特点，对土地资源和太阳能直射辐照资源要求高，而且集热技术和蓄热技术要求高。为了弥补高温太阳能热发电技术的不足，拟开展基于有机朗肯循环的太阳能分布式热电联供系统研发。
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