半透明光伏窗小科普

:半透明光伏窗小科普之半透明光伏窗的三种实现方式

随着政策落地、可持续发展等的需要，光伏市场需求渐起，引起了公众的广泛关注与思考。最近也有好多朋友在公众号里给我们留言，说还是不太清楚我们半透明光伏窗的结构与功能。

（来源：微信公众号“光赋窗益”）

为此，本期我们真空光伏一体化节能窗团队特地为读者们带来了小科普：从三种实现方式对比出发为大家展开半透明光伏窗的结构与特征。

光伏窗是指使用由双层玻璃封装的半透明光伏组件来取代传统玻璃而构成的窗户系统，光伏窗不透明（或半透明）的电池部分可以通过光伏效应发电，而透明（或半透明）部分则可以实现自然采光以及室内外的视觉交流。

光伏窗与其他的先进窗户技术相比，最大的特点在于可以通过光伏作用主动将一部分太阳辐射转变为有用的电能，与此同时，其还能通过调节光伏窗的透过率实现控制太阳辐射得热和眩光的目的。

目前，常见的半透明光伏窗有直接使用薄膜电池、不透明晶硅电池阵列排布以及通过激光刻蚀/切割技术处理电池这三种实现方式。这里我们将从采光性能和发电性能两部分出发，对这三种实现方式进行比较：

常见晶体硅和薄膜半透明光伏组件结构示意图

（a, 晶体硅半透明组件；b, 薄膜半透明组件）

采光性能

01薄膜电池半透明光伏窗

薄膜电池半透明光伏窗是利用其自身材料的透光性，使得阳光可以透过光伏窗进入室内，从而实现采光。以市场化程度较高的非晶硅薄膜电池为例，由于电池本身可以透光，因此进入室内的光具有非常好的均匀性，但是其透过率太低（通常只有5%左右），并且太阳光经过组件选择性吸收之后透过的光呈现橘黄色，因此其采光和视觉效果均比较差。这会导致人们从室内无法真实观察室外景象。

02不透明晶硅电池阵列排布

不透明晶硅电池阵列排布的半透明光伏窗，由电池之间的透明玻璃间隙进行采光。由于半透明组件以高效晶体硅电池为基础，因此具有最高的能量转换效率，但是其也存在一些致命缺点，如在室内产生明暗相间的阴影，易产生眩光现象，而且窗户整体美观度欠佳，不为建筑师及用户好评等。

03激光刻蚀/切割技术

激光刻蚀/切割技术，通过激光刻蚀技术改变薄膜电池透过率，提高薄膜电池透过率，或者通过激光切割技术将电池片切割成细条，提高光伏窗采光均匀性。其透过率可以根据自然采光要求进行定制，从而使得透过率达到30%-50%，以满足房间的自然采光需求。

三种常见工艺生产的半透明光伏组件

（a）电池本身透光的非晶硅半透明组件（b）激光刻蚀生产的薄膜半透明组件（c）传统晶体硅半透明组件

发电性能

01薄膜电池

非晶硅薄膜电池，自身发电效率较低，仅为5%左右。而随着研究的推进，当铜铟镓硒、碲化镉和铜铟硒等高发电效率的薄膜电池市场化后，可以较大幅度提高薄膜型光伏窗发电效率，实验室最佳效率可达到20%以上。

02不透明晶硅电池

晶体硅电池，包括单晶硅电池和多晶硅电池。晶体硅电池比非晶硅电池发电效率高很多，且单晶硅电池发电效率高于多晶硅电池。标准实验条件下，单晶硅电池的最佳效率可达25%，略高于多晶硅电池的20.4%。

03 激光刻蚀/切割技术

其发电效率与选用材料相关，光伏窗的发电量和光伏覆盖率相关，覆盖率越高发电量越多。