探索未来能源的无限可能—有机光伏（OPV）篇 062

潘力刚地产.激光.IT.AI医学

前世：

何以中国

今生：

读懂中国，认识中国，讲好中国故事，提高文化自信： 这就是中国

千里姻缘一线牵，公益相亲平台： 圆梦缘
科学、医学、人文、历史、文学、音乐、影视、摄影、数、理、化、计算机、人工智能、......： 仰望星空 文库
你在加拿大魁北克的家园： 蓬莱仙阁楼台 加拿大魁北克傍山依水家园 文库
赏心乐事谁家院： 好山好水好风光 文库
别时容易见时难： 千里江山 文库

千流归大海，高山入云端（数据总库）： 仰望星空脚踏实地 BECC CECC
勘、侃、龛、看人生： 圆桌派

逻辑思维

天命之谓性，率性之谓道，修道之谓教。

性自命出，命自天降。

命 性 仁 义 学 人

易

《仰望星空》文库 列表

探索未来能源的无限可能—有机光伏（OPV）篇

062 光伏幕墙新选择：半透明OPV如何平衡发电与采光？ 2025-11-14

半透明有机光伏（OPV）为光伏幕墙提供了一种颇具前景的新选择，它能够巧妙地平衡建筑采光与发电的需求。其核心在于，通过材料和技术创新，在保证一定透光性的同时实现太阳能转化，为建筑节能提供了新思路。

半透明OPV如何实现发电与采光的平衡

半透明OPV组件之所以能兼顾采光与发电，主要得益于其在材料、结构设计以及系统集成方面的创新。

核心材料与发电机理：半透明OPV的核心是有机聚合物材料。这些材料可以通过化学修饰调整其吸收和透过的可视光范围，从而实现在高分子层内完成“光能→电能”的转换。与传统的硅基电池不同，OPV可以做得非常薄，并具备一定的柔性。

关键技术：

选择性透光：为了实现透光，半透明OPV通常采用以下两种技术路径：

半透明电极：使用透明导电材料（如氧化铟锡）或超薄金属电极，替代传统不透明的金属电极。

调控活性层吸收光谱：通过分子设计，使活性层主要吸收红外光和部分紫外光，同时允许大部分可见光透过。例如，研究人员通过光学剪裁、分子量调控等方法，成功制备出在可见光区具有高透过率的电池。

关键性能参数：光学效率：为了综合评价半透明光伏组件在采光与发电之间的平衡能力，研究人员引入了光学效率（Optical Efficiency）这一关键指标。它代表了组件的平均可见光透过率与其光电转换效率的乘积。光学效率越高，意味着组件在采光和发电性能上的综合表现越好。


半透明OPV在建筑中的应用与优化

将半透明OPV应用于建筑幕墙时，需要从设计阶段就进行综合考虑，以确保其在实际使用中能真正实现发电与采光的“双赢”。

应用形式：光伏窗与建筑外立面：半透明OPV在建筑中的应用主要有两种形式：

光伏窗：直接替代传统窗户或幕墙玻璃，安装在建筑的窗洞或幕墙框架中。例如，在常州零碳馆的案例中，研究人员就在办公空间的窗户洞口布置了半透明光伏组件，形成立面光伏发电系统。

建筑外立面膜基系统：通过复合工艺（如层压法），将有机太阳能薄膜与建筑用玻璃结合，形成“发电-结构-装饰”一体化的多功能建材。这种系统通常由外至内包括保护层、光伏层、绝缘层和内饰层等多层结构。


优化策略：分区设计与材料选择：在实际项目中，为了达到最佳的室内光环境，可以采取优化设计策略。以常州零碳馆项目为例，研究人员提出了两种有效的优化方案：

方案1：替换特定区域光伏窗。将建筑西南立面部分窗口恢复为普通外窗，其余窗口仍使用半透明光伏窗。因为西南立面年总太阳辐照量相对较低，此做法对发电量影响较小，但能显著改善采光。

方案2：针对性改善核心区采光。将直接影响室内核心工作区采光的窗口恢复为普通外窗。模拟结果显示，优化后建筑采光达标率显著提升，同时所需的半透明光伏组件平均可见光透过率最低值也得以降低，这为项目提供了更灵活的材料选择空间。

关注视觉舒适度：眩光控制：使用半透明OPV后，由于透光材质特性，建筑内部的整体眩光环境通常能得到改善。但在优化设计中，部分位置因更换了透光率更高的普通窗户，可能导致其周边区域亮度对比度增加。因此，在设计和选材时，需通过软件模拟计算不舒适眩光指数，确保其在标准限值内。

半透明OPV为光伏幕墙提供了一种创新且前景广阔的解决方案。其核心价值在于，它不再是建筑的“附加设备”，而是通过材料创新（如有机光伏材料） 和精细化设计（如分区优化策略），成功地将发电功能与建筑固有的采光、美观需求融为一体。

一个成功的半透明OPV幕墙项目，关键在于从项目初期就将采光、发电、眩光控制等因素纳入统一框架进行综合模拟与优化，找到那个专属于该建筑的最佳平衡点。