隨著光伏技術(shù)的不斷進步和光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，近年來，半透明光伏窗(簡稱光伏窗或“光伏動力玻璃”)的建筑集成越來越受到研究者和制造商的高度重視。圖1顯示了半透明光伏窗應(yīng)用的一些典型案例。簡而言之，光伏電池原理光伏窗是由雙層玻璃封裝的半透明光伏組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)玻璃構(gòu)成的窗口系統(tǒng)。圖2為普通晶硅和薄膜半透明光伏組件的組成結(jié)構(gòu)。光伏窗的不透明(或半透明)部分可以通過光伏效應(yīng)發(fā)電，而透明(或半透明)部分可以實現(xiàn)室內(nèi)外的自然采光和視覺交流。與其他先進的窗技術(shù)相比，光伏窗最大的特點是可以通過光伏的作用，積極地將部分太陽輻射轉(zhuǎn)化為有用的電能。
(a)晶體硅半透明組件;B、膜半透明組件)
半透明光伏窗的發(fā)電性能受太陽能電池類型、組件透光率、太陽輻射強度和建筑朝向等因素的影響。根據(jù)組件的透光率，目前商業(yè)化的晶體硅、非晶態(tài)硅和碲化鎘半透明光伏組件的能量轉(zhuǎn)換效率分別為8-17%、5-9%和7-14%。對印度不同透光率的cdte半透明光伏窗的能效進行深入研究表明，9.9%的向南cdte窗每年可產(chǎn)生高達119.6 kWh/m2的電能。香港及美國舊金山灣區(qū)南向半透明非晶硅光伏窗的年發(fā)電量分別為38 kWh/m2及65 kWh/m2，效率為6%。
等不利因素的影響下安裝角度和光線傳輸需求,雖然光伏的發(fā)電單位面積上的Windows低于傳統(tǒng)的光伏系統(tǒng)安裝在一個最佳傾角,光伏Windows可以發(fā)電,但更重要的是,他們有良好的建筑節(jié)能效果。
一方面，它可以通過降低室內(nèi)太陽熱增益來降低空調(diào)能耗。半透明光伏窗的平均太陽熱增益系數(shù)僅為0.25甚至更低，遠低于普通玻璃窗(0.85)和low-e雙層中空玻璃窗(0.364)。相比與傳統(tǒng)的窗口,半透明的pv窗口在香港可以節(jié)省61%的能源消耗空調(diào)制冷,可以節(jié)省54%的能源消耗在日本空調(diào)制冷,可以節(jié)省高達43%的能源消耗在巴西,可以減少60.4%的凈能源消耗在印度,在韓國可以減少47%的能源消費需求,可以減少59%的能源消耗在地中海地區(qū),在舊金山灣區(qū)可以減少50%的空調(diào)制冷能耗。與普通中空玻璃窗相比，我國五大氣候區(qū)非晶態(tài)硅半透明光伏窗的平均節(jié)能率在30%以上。
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