膜结构被誉为21世纪最具代表性与发展空间的建筑形式,近年来普遍应用于大型场馆和小型车棚等,采用合理的试验与分析方法获得膜材力学参数和变形特征,是膜结构设计分析的重要基础。随着光伏建筑一体化的推广,太阳能电池组件与系统的设计不断改进,由传统的块状晶体硅太阳能电池发展到柔性薄膜太阳能电池,光伏构件的光电性能、力学性能都是一体化设计需要考虑的重要部分。基于以上内容,本文研究了 PVC膜材在单轴、双轴对角拉伸时的变形特征,同时以膜结构作为载体,将膜与柔性薄膜电池复合,研究不同复合及加载方式下柔性薄膜太阳能电池与膜的相对应变及其对电池光电转换效率的影响。主要研究内容为以下三部分:首先,对PVC膜沿不同角度单轴拉伸,得到相应的拉伸曲线和变形参数,利用数字图像处理技术观测膜面应变分布。其次,设计并制作双轴对角拉伸装置,得到马鞍形膜结构模型,研究节点构造措施对膜面承载力的降低作用,观察膜沿双向拉伸时的变形特征。试验发现,膜角点处是薄弱部位,粘结加固或增加角板粗糙度均能有效提高膜面承载力;沿45°与经纬向拉伸时膜面变形有所差异,45°拉伸时膜曲面几何效果较为理想,承载能力和变形能力相对更好。最后,将柔性薄膜太阳能电池与膜复合对角拉伸,测试单双轴拉伸作用下电池的力电性能。单轴加载时,沿经纬向拉伸的复合结构中电池变形与电压下降值较小,未影响电池正常工作性能,沿45°拉伸时,复合结构受到褶皱影响无法正常工作;复合结构双向拉伸时,通过控制膜面应变值小于10%,电池应变值小于5%,可有效保证电池的发电效率。