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種實現(xiàn)方式

隨著政策落地、可持續(xù)發(fā)展等的需要，光伏市場需求漸起，引起了公眾的廣泛關(guān)注與思考。最近也有好多朋友在公眾號里給我們留言，說還是不太清楚我們半透明光伏窗的結(jié)構(gòu)與功能。

（來源：微信公眾號“光賦窗益”）

為此，本期我們真空光伏一體化節(jié)能窗團隊特地為讀者們帶來了小科普：從三種實現(xiàn)方式對比出發(fā)為大家展開半透明光伏窗的結(jié)構(gòu)與特征。

光伏窗是指使用由雙層玻璃封裝的半透明光伏組件來取代傳統(tǒng)玻璃而構(gòu)成的窗戶系統(tǒng)，光伏窗不透明（或半透明）的電池部分可以通過光伏效應發(fā)電，而透明（或半透明）部分則可以實現(xiàn)自然采光以及室內(nèi)外的視覺交流。

光伏窗與其他的先進窗戶技術(shù)相比，最大的特點在于可以通過光伏作用主動將一部分太陽輻射轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫碾娔?，與此同時，其還能通過調(diào)節(jié)光伏窗的透過率實現(xiàn)控制太陽輻射得熱和眩光的目的。

目前，常見的半透明光伏窗有直接使用薄膜電池、不透明晶硅電池陣列排布以及通過激光刻蝕/切割技術(shù)處理電池這三種實現(xiàn)方式。這里我們將從采光性能和發(fā)電性能兩部分出發(fā)，對這三種實現(xiàn)方式進行比較：

常見晶體硅和薄膜半透明光伏組件結(jié)構(gòu)示意圖

（a, 晶體硅半透明組件；b, 薄膜半透明組件）

采光性能

01薄膜電池半透明光伏窗

薄膜電池半透明光伏窗是利用其自身材料的透光性，使得陽光可以透過光伏窗進入室內(nèi)，從而實現(xiàn)采光。以市場化程度較高的非晶硅薄膜電池為例，由于電池本身可以透光，因此進入室內(nèi)的光具有非常好的均勻性，但是其透過率太低（通常只有5%左右），并且太陽光經(jīng)過組件選擇性吸收之后透過的光呈現(xiàn)橘黃色，因此其采光和視覺效果均比較差。這會導致人們從室內(nèi)無法真實觀察室外景象。

02不透明晶硅電池陣列排布

不透明晶硅電池陣列排布的半透明光伏窗，由電池之間的透明玻璃間隙進行采光。由于半透明組件以高效晶體硅電池為基礎，因此具有最高的能量轉(zhuǎn)換效率，但是其也存在一些致命缺點，如在室內(nèi)產(chǎn)生明暗相間的陰影，易產(chǎn)生眩光現(xiàn)象，而且窗戶整體美觀度欠佳，不為建筑師及用戶好評等。

03激光刻蝕/切割技術(shù)

激光刻蝕/切割技術(shù)，通過激光刻蝕技術(shù)改變薄膜電池透過率，提高薄膜電池透過率，或者通過激光切割技術(shù)將電池片切割成細條，提高光伏窗采光均勻性。其透過率可以根據(jù)自然采光要求進行定制，從而使得透過率達到30%-50%，以滿足房間的自然采光需求。

三種常見工藝生產(chǎn)的半透明光伏組件

（a）電池本身透光的非晶硅半透明組件（b）激光刻蝕生產(chǎn)的薄膜半透明組件（c）傳統(tǒng)晶體硅半透明組件

發(fā)電性能

01薄膜電池

非晶硅薄膜電池，自身發(fā)電效率較低，僅為5%左右。而隨著研究的推進，當銅銦鎵硒、碲化鎘和銅銦硒等高發(fā)電效率的薄膜電池市場化后，可以較大幅度提高薄膜型光伏窗發(fā)電效率，實驗室最佳效率可達到20%以上。

02不透明晶硅電池

晶體硅電池，包括單晶硅電池和多晶硅電池。晶體硅電池比非晶硅電池發(fā)電效率高很多，且單晶硅電池發(fā)電效率高于多晶硅電池。標準實驗條件下，單晶硅電池的最佳效率可達25%，略高于多晶硅電池的20.4%。

03 激光刻蝕/切割技術(shù)

其發(fā)電效率與選用材料相關(guān)，光伏窗的發(fā)電量和光伏覆蓋率相關(guān)，覆蓋率越高發(fā)電量越多。