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你不能不知道的——真空光伏玻璃！

发布时间：

2026-09-27 00:00

你不能不知道的——真空光伏玻璃！

说起光伏玻璃，估计很多人知道。但真空光伏玻璃窗估计少有人了解！它其实是光伏技术和真空玻璃技术的有机结合体，在改善室内光照环境和降低建筑能耗等方面可以发挥重要作用！一般而言，太阳辐射被普通光伏玻璃吸收后，一部分太阳辐射转化成电能可为建筑供电，而另外一部分则会转化成废热！光伏所产生的废热会导致窗体温度过高，从而使得空调制冷能耗升高，严重影响室内热环境。

而真空玻璃具有极佳的保温、隔热性能，其真空腔内气压极低，一般小于0.1Pa，极大程度地限制了玻璃之间的气体热传导和对流传热。将光伏玻璃与真空玻璃结合能充分地发挥两者的优势，并有效地抑制废热所带来的不良影响，从而大幅度地提高光伏窗或者玻璃幕墙的综合节能潜力！

真空光伏玻璃窗分类

直接上干货：真空光伏窗由光伏玻璃和真空玻璃组成！光伏玻璃中可以嵌入不同类型的太阳能电池，常用的太阳能电池包括晶硅太阳能电池、碲化太阳能电池、铜钢镓硒太阳能电池以及非晶硅太阳能电池等。真空玻璃则由两层玻璃、支撑柱以及封边材料组成。

真空光伏窗可按照其不同的构造方式分为夹胶型、一体型以及中空型！不同结构的真空光伏窗具有各自的特点和优势：

夹胶型真空光伏窗（a）是一种将单层光伏玻璃和真空玻璃通过热压成型形成的真空光伏窗。夹胶型真空光伏窗的构造依次包括光伏玻璃、粘结层（如PVB等材料）以及真空玻璃。制作夹胶型真空光伏窗的过程较为简单，但是该光伏窗由4层玻璃组成，因此相对较重，不利于运输和安装。

一体型真空光伏窗（b）在制作过程中直接用真空玻璃替代了光伏玻璃的后侧玻璃，即仅由三层玻璃组成。相比于夹胶型真空光伏窗，一体型真空光伏窗更轻质，厚度更薄，因而在成本、运输、施工和安装等方面具有一定的优势。

中空型真空光伏窗（c）是指在光伏玻璃与真空玻璃之间存在气体腔的真空光伏窗。尽管在重量方面中空型真空光伏窗没有优势，但经过优化的气体腔结构可显著提高真空光伏窗的保温隔热性能以及综合节能潜力。

热传递系数与太阳得热系数

热传递系数（U值）是评估窗户热性能的重要指标之一，窗户的U值越小，其保温隔热性能越佳！ U值的计算公式如下：

式中hin—窗户内表面传热系数，W/（m²·K）；Rglazing—复合玻璃层（包括玻璃层、气体腔、真空腔以及和任何其他嵌入层，如太阳能电池、PVB层等）的综合热阻，（m·K)/W；

hout—窗户外表面传热系数，W/（m²·K)。

窗户的太阳得热系数（SHGC）是影响建筑冷热负荷的重要因素，其定义是通过透光围护结构进入建筑内的太阳辐射能量与入射到透光围护结构外表面的总太阳辐射能量的比值。太阳得热系数由两部分组成，分别是透射部分和二次传热部分。太阳得热系数的计算公式如下：SHGC=Ʈ+qi/qsolar

式中Ʈ—窗户的太阳辐射透过率；

qi——窗户吸收太阳辐射能量后通过二次传热进人室内的太阳辐射能量，W/㎡。

qsolar——入射到透光围护结构外表面的总太阳辐射能量，W/m²。

如下表所示，使用佰克利实验室开发的WINDOW模拟软件对比分析了6种窗户的光热数据。模拟结果显示，夹胶型真空光伏窗具有最小的U值和SHGC。与双层玻璃窗相比，夹胶型真空光伏窗的U值和SHGC的降幅分别达到了78.8%和79.7%。由此说明，夹胶型真空光伏窗具有极佳的保温隔热性能和建筑节能潜力！

不同窗户的光热数据对比表

窗户种类	结构	窗户厚度（mm）	可见光透过率	太阳辐射透过率	U值 [W/(m²·K)]	SHGC
单层玻璃窗	5.7mm玻璃	5.7	0.884	0.771	5.540	0.817
双层玻璃窗	5.7mm玻璃+12.7mm 空气腔+5.7mm玻璃	24.1	0.786	0.607	2.630	0.703
真空玻璃窗	5.7mm玻璃+0.1mm 真空腔+5.7mm玻璃	11.5	0.693	0.344	0.648	0.391
非晶硅单层光伏窗	光伏玻璃	8.0	0.153	0.268	5.254	0.489
非晶硅中空光伏窗	光伏玻璃+气体腔十玻璃	25.7	0.136	0.195	2.584	0.354
夹胶型真空光伏窗	光伏玻璃+PVB+真空玻璃	20.8	0.120	0.076	0.557	0.143

注：真空玻璃窗中的支撑柱直径为0.5mm，间距为50mm，含Low-E涂层。

不同地区得用不同的窗

如果我们拿四种不同结构的光伏窗来对比：分别是中空光伏窗（HPVG）、中空型真空光伏窗（HPVVG）、一体型真空光伏窗A（PVVGA，LOW-E涂层涂覆于真空腔中靠近室内侧的玻璃表面），以及一体型真空光伏窗B（PVVG-B，LoW-E涂层涂覆于真空腔中靠近室外侧的玻璃表面）。另外，对比组HPVVGA未在上图中展示，其与HPVVG 具有相同的玻璃结构，唯一不同的是，HPVVGA的LoW-E涂层位于真空腔中靠近室外侧的玻璃表面，而HPVVG的LOW-E涂层位于空气腔中靠近室外侧的玻璃表面。

以双层玻璃（DG）作为对照组，上图从供热能耗、制冷能耗以及光伏发电量等方面剖析了5种光伏窗在不同气候区中使用时的建筑节能潜力。

1、由于PVVGA、PVVG-B和HPVVGA具有较优的隔热性能而节省了供热能耗，其供热能耗为0。而HPVG和HPVVG在寒冷地区（北京）和严寒地区（哈尔滨）仍会产生供热负荷。综合考虑光伏发电量、制冷能耗和供热能耗3方面，PVVGA、PVVG-B和HPVVGA在所有窗户中表现出了更好的节能效果。对于哈尔滨地区，应用HPVVGA 是最佳节能方案；而在北京地区则是应用PVVG-A可达到最佳节能效果。

2、在夏热冬暖地区（广州）和夏热冬冷地区（武汉），相比于其他几种玻璃，PVVGA表现出了最佳节能效果。另外，在这两个地区，PVVGA、PVVGB和HPVVGA案例中的制冷能耗显著低于其他类型的光伏窗。

综上述：对于碲化镉薄膜光伏窗，5种光伏窗的光伏发电量差别不大，但PVVGA、PVVG-B和HPVVGA能更多地减少能源消耗，相比于其他玻璃，这3种玻璃具有更大的节能潜力！

在所有气候条件下，HPVVG-A的整体性能都优于HPVVG！这表明在真空腔中使用LoW-E涂层比在空气腔中使用LoW-E涂层更有助于减少供暖季的热量损失和供冷季的得热！对比发现，安装PVVG-A的建筑制冷能耗最低，而安装PVVG-B的建筑供热能耗则最低。

因此，在以供冷需求为主的地区，LoW-E涂层应与PVVG-A中LoW-E涂层一样面向室外；而在以供暖需求为主的地区，LoW-E涂层则应当与PVVG-B中LoW-E涂层一样面向室内！