光伏已经成为最被看好的新能源形式之一,因其具有绿色、安静、可持续和低成本的特征。它是一种无需经过机械能中转而将光能直接转为电能的有效形式。随着技术提升和规模效应的助力,目前光伏电力成本有望在近几年内降至火电成本之下,成为全球度电成本最有竞争力的能源。在过去几年,光伏产业已不再沿袭早期偏粗放的发展模式,而变得越来越复杂、越精细,同时不断挖掘光电转化的效率潜能。另一方面,随着光伏的普及,用户变得越来越专业,对系统及设备的要求也逐渐提高。光伏组件精细化性能特征分析已经成为相当重要的研究课题。在各类光伏发电性能因素中,由入射角变化而产生的损失,以及不同光学特性的材料搭配时随入射角变化的损失差异,可能是最容易被光伏发电分析人员忽略的一项内容。本文通过总结相关的研究内容和基础,结合实地测试、理论分析和模拟仿真,得出不同入射角下的光电转换相对效率的差异,并与电站层面的发电模拟进行对比,探索出一条实地测试-模拟分析并行的评估路线。本工作可以指导光伏组件前板封装材料,包括玻璃镀膜、光伏玻璃、EVA胶膜层(即乙烯-醋酸乙烯共聚物,Ethylene-VinylAcetatecopolymer的缩写)等的选型,具有较强的实践意义。本研究主要内容包括:(1)围绕入射角修正系数IAM(即Incident Angle Modifier),对比分析主要的测试路线。对室内两种机台,以及基于双轴太阳能跟踪器的室外测试平台,设计多种材料搭配和样品组合,进行对比测试与数据分析。对于室内可控环境的测试,也开展了测试不确定度的分析。在选择折光指数相近(集中在1.30至1.40之间)、阶梯递变的几种减反射膜层材料的前提下,对比分析测试路线的差异和选材判断。(2)为了提高对入射角修正系数IAM的分析能力和预估能力,本文尝试建立一套完整的计算方法。由输入原材料在300 nm至1400 nm光谱区间的各项光学参数,到输出IAM,进行模拟仿真。通过建立光学膜层系统,分析光伏组件表面在不同入射角受光后的光学反射和吸收损失。评估标准光源的光线穿过玻璃层(途径包括电池氮化硅减反射涂层和电池钝化层),出射进入P型晶硅本体的全光谱、全入射角度的有效光辐照,利用EQE(即外量子效率External Quantum Efficiency,是光电探测器的主要性能指标之一)数据评估电池光电转化性能。结果表明在选择测试精度有较高保障的机台时,仿真结果与实测结果吻合度较高。(3)结合实地测试与仿真结果,分析包括Sandia模型、Martin&Ruiz模型和ASHRAE模型在内的多种传统IAM模型的合理性。借助模拟系统段的发电产出收益,评估IAM对于应用端的收益影响,在特定的典型非极端应用场景下年产出的差值可能达～0.6%。在考虑如何确定应用场地和安装方式时,为保障收益最大化,借助本工作设计的模拟方法做好光学匹配的优化是很有实用价值的。