隨著太陽(yáng)能技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能空調(diào)等太陽(yáng)能產(chǎn)品越來越多地進(jìn)入了千家萬戶。高元坤了解得知太陽(yáng)能光伏冰箱在國(guó)外已有小批量的產(chǎn)品，而在國(guó)內(nèi)這方面的產(chǎn)品則顯得相對(duì)落后，因此有必要對(duì)太陽(yáng)能光伏直流冰箱系統(tǒng)進(jìn)行更多的研究，一方面，這對(duì)給沒有市電供給的邊遠(yuǎn)山區(qū)、牧區(qū)、島嶼等地區(qū)配備必要的食品冷凍冷藏設(shè)備、藥品疫苗冷藏設(shè)備，以提高這些地區(qū)人們的生活質(zhì)量和醫(yī)療條件有重要意義；另一方面，為未來太陽(yáng)能光伏制冷的廣泛應(yīng)用提供一定的理論支持。
　　得知圍繞能量管理和系統(tǒng)匹配，對(duì)太陽(yáng)能光伏直流冰箱系統(tǒng)的進(jìn)行了研究，所得到的結(jié)論同樣適用于其它類似的、電能的獲得與冷量的需求在季節(jié)上高度匹配的太陽(yáng)能光伏直流制冷系統(tǒng)，如直接在室外使用的太陽(yáng)能光伏直流冷柜系統(tǒng)、太陽(yáng)能光伏直流冷庫(kù)系統(tǒng)等。首先，就太陽(yáng)能技術(shù)發(fā)展的背景、太陽(yáng)能電池理論及研究現(xiàn)狀、太陽(yáng)能光伏制冷等方面進(jìn)行綜述，并對(duì)太陽(yáng)能光伏冰箱的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了敘述 ，伏直流制冷系統(tǒng)，以直流冰箱作為此系統(tǒng)的負(fù)載。并以此為基礎(chǔ)搭建了實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。第三，測(cè)試了太陽(yáng)能光伏直流冰箱在晴天、多云及陰雨天氣情況下的工作性能，如太陽(yáng)能電池電壓、蓄電池電壓、蓄電池充電電流、冰箱電壓電流、冰箱溫度等參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)的匹配原則進(jìn)行了修正。
　　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，設(shè)計(jì)太陽(yáng)能光伏制冷系統(tǒng)時(shí)，必須要考慮單晶硅太陽(yáng)能電池性能隨使用年限的衰減對(duì)系統(tǒng)的影響。第四，分析了太陽(yáng)輻照度和環(huán)境溫度對(duì)太陽(yáng)能光伏直流冰箱系統(tǒng)的影響，并在此基礎(chǔ)上分析了此系統(tǒng)的地域適用性。最后，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)本實(shí)驗(yàn)中的太陽(yáng)能光伏冰箱系統(tǒng)進(jìn)行了火用分析，分析了系統(tǒng)中火用損失的主要環(huán)節(jié)，指出了提高該系統(tǒng)火用效率的方法，并給出了幾種方案。 1環(huán)保和節(jié)能1974年，有學(xué)者提出CFC類制冷劑可能對(duì)大氣臭氧層有破壞，在80年代科學(xué)地確認(rèn)了CFC類制冷劑造成了大氣臭氧層破壞和全球溫室效應(yīng)，加上近些年世界能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，研發(fā)各種環(huán)保、節(jié)能的制冷系統(tǒng)成為了世界各國(guó)制冷研究人員共同關(guān)注的話題。潔凈可再生能源中，太陽(yáng)能是人類可利用的最直接的潔凈能源之一。高元坤了解得知用光伏電池把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成直流電能以驅(qū)動(dòng)一個(gè)制冷系統(tǒng)的太陽(yáng)能光伏制冷系統(tǒng)，一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)是電能的取得和冷量需求在季節(jié)和數(shù)量上的高度匹配，即冬季太陽(yáng)輻射弱，太陽(yáng)能電池的產(chǎn)電量少，此時(shí)環(huán)境溫度低，負(fù)載熱負(fù)荷小，所需的電量亦少；夏季環(huán)境溫度高，負(fù)載熱負(fù)荷大，所需的電量大，此時(shí)太陽(yáng)輻射強(qiáng)，太陽(yáng)能電池的產(chǎn)電量亦多。
　　同時(shí)，用太陽(yáng)能作為制冷系統(tǒng)的動(dòng)力源，可以減少使用電能，從而減輕由于燃燒化石燃料發(fā)電所引起的溫室效應(yīng)及對(duì)環(huán)境的污染。因此，作為潔凈可再生能源之一的太陽(yáng)能的利用方面的研究日益受到世界各國(guó)的重視，以太陽(yáng)能作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)的研究也越來越為各國(guó)的專家、學(xué)者所關(guān)注。
　　太陽(yáng)輻射能太陽(yáng)是一個(gè)主要有氫和氦組成的熾熱的球體，其表面的溫度大約為5762K，而中心溫度高達(dá)約4×108K，壓力約為2000多億大氣壓。由于太陽(yáng)內(nèi)部溫度極高、壓力極大，因此其內(nèi)部發(fā)生著強(qiáng)烈的核子反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的巨大能量以電磁波的形式向四面八方輻射地球接收到的太陽(yáng)輻射能約占太陽(yáng)總輻射的二十億分之一，即使這樣，每秒鐘地球接收到的太陽(yáng)輻射能也有約1.757×1017J，相當(dāng)于5.25億桶石油燃燒產(chǎn)生的能量。太陽(yáng)的壽命還有約50億年，因此，可以說太陽(yáng)能是取之不盡、用之不竭的。 太陽(yáng)能的利用太陽(yáng)能的利用主要有熱利用和電利用。太陽(yáng)能的熱利用是指將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為熱能加以利用，人們通常把收集太陽(yáng)光轉(zhuǎn)變成熱的部件稱為集熱器。集熱器按其是否聚光，可分為非聚光型集熱器和聚光型集熱器。太陽(yáng)能熱利用的常見形式有：太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)房、太陽(yáng)能干燥器、太陽(yáng)能蒸餾系統(tǒng)、太陽(yáng)能海水淡化系統(tǒng)、太陽(yáng)爐、太陽(yáng)池、太陽(yáng)熱分解制氫等。
　　直接利用太陽(yáng)輻射的熱利用雖然設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，但由于太陽(yáng)能日夜交替的間斷性和天氣陰晴、云雨而帶來的不可靠性，因此，為了提高太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，蓄熱設(shè)備變的不可或缺，而增加蓄熱設(shè)備無疑增加了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。同時(shí)，熱輸送在實(shí)際中也不容易實(shí)現(xiàn)。若將太陽(yáng)能的熱利用轉(zhuǎn)化來的熱用于發(fā)電，即太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮�、再轉(zhuǎn)換為電能，由于此過程的效率受卡諾循環(huán)的制約，因此效率較低。太陽(yáng)能的電利用是指將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能加以利用 。