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中国能源消费由于过于依赖以煤炭为首的化石能源，环境问题非常严峻。为了保持社会的可持续发展，我国能源安全必然要面对巨大的资源约束瓶颈及环境恶化等压力，因此发展可再生能源来替代传统化石能源势在必行。太阳能作为可再生能源，合理利用和发展太阳能是我国优化能源结构、降低环境污染、提高能源供给安全的重要途径。本文对太阳能光伏、太阳能光热和太阳能光伏光热一体化三种系统进行了能源转换性能和经济性的综合性评估。 首先，本文在单一技术层面，将全生命周期评价的基本方法和传热模型相结合，对市场应用较为普遍的电镀法和国内市场正在推广的物理气相沉积法(PVD)这两种太阳能选择性涂层技术进行了评估，综合分析了不同情景下使用这两种涂层的太阳能集热器的热利用效率、环境成本和综合能源价格。结果表明，物理沉积法所制涂层虽然制备成本较高，但生产过程对环境友好，该涂层在多种情景下的适用面更广，具有更好的经济性。 其次，本文考虑了多种技术结合的情况，对三种不同的太阳能利用系统，建立了一个统一的能量平衡模型来分析这些太阳能转换过程。发现太阳能辐照强度、环境温度和环境风速这三种气象条件的变化会影响太阳能利用设备的性能。通过更进一步的分析，本文发现可以使用平均气象条件来代替实时气象条件来评估太阳能利用设备的性能，这种评估方法既可以保证足够的精确度，数据的获得难度也明显降低。在此基础上，本文建立了一个计算方便的公式用于评估不同气象环境因素影响下的太阳能利用系统性能。 再次，本文使用层次分析法，以综合能效这作为性能评价指标来衡量太阳能光伏、太阳能光热和太阳能光伏光热一体化3种系统不同的能量转换效率（光电转换效率和光热转换效率），发现PV/T系统的综合能效最高，太阳能光伏电池的次之，而太阳能热水器的综合能效最低。再以现有光伏发电上网电价的价格机制和现有环境约束政策下的环境成本为依据，分析了张掖、三亚、海口和北京4个地区中的这3种太阳能利用系统的经济性，并就气象因素和价格因素对不同系统经济性的敏感程度进行了对比。 最后，通过COMSOL软件构建了一个50，000m2的小区空间环境模型，对这3种系统在建筑物上使用时可能造成的环境温度变化进行了分析。研究结果表明，在建筑物上安装PV和太阳能热水器会导致该区域内环境温度的升高:太阳能热水器在夏季和冬季引起环境温度升高最高达0.48K和0.77K;建筑物表面上安装光伏电池导致热岛效应的次之，小区温度在夏季和冬季升高了0.08K和0.23K;和其它两种系统不同，PV/T系统在建筑物表面上的应用反而会降低小区内的环境温度，根据计算其在夏季导致了小区温度降低了0.32K，在冬季降低了0.03K。在该结果的基础上，对区域建筑上分别安装这3种太阳能利用系统后的能源产出、热岛效应带来的建筑物能耗变化、以及太阳能系统的净能量收益进行了综合分析，发现PV/T系统具有较高的能量转换效率，而且不会产生热岛效应。 综上所述，本文建立了一种综合评价方法，对基于技术差异、当地气象条件、能源价格机制和政策激励等因素作用下的三种太阳能利用系统的性能和经济性进行了评估。本研究的特点是基于能源战略的角度，来分析不同技术的特性，以及量化分析了气象条件和政策约束对太阳能系统性能和经济性的作用机理，因此研究结果不仅可为不同地区评估太阳能利用潜力和分析项目获益提供更为合理且便捷的方法，也可为可再生能源规模化发展的政策制定提供理论和科学依据。