薄膜光伏發展現狀及建筑應用特性研究

摘 要：光伏利用是建筑領域實現“雙碳”目標的必要途徑，薄膜太陽電池技術作為多部委重點推動的技術路線，對其發展現狀、建筑應用特征及產能特性開展了研究。研究結果表明：近年來，全球薄膜光伏組件3年間的年產量增長率超過40%，國產CdTe與CIGS光伏組件量產的平均組件效率分別達15.8%和16.5%。薄膜光伏組件適用于彎曲、傾斜等復雜表面，可制成夾膠玻璃、彩色圖案、透光幕墻，建筑適應性良好；其光譜響應范圍寬，光電閾值低，可在弱光條件下持續發電。經實測，單晶硅光伏組件的單位裝機面積年發電量比薄膜光伏組件的高19.6%，適用于屋頂空間有限、追求最大化發電量的場景；而薄膜光伏組件的年發電小時數比單晶硅光伏組件的高21.6%，在建筑表面裝機空間充足時，相同裝機容量下其整體發電性能更優。薄膜光伏組件的日有效發電時間長于單晶硅光伏組件，且發電曲線平穩，在低太陽輻照工況下展現出更強的發電可持續性。

關鍵詞：節能減排；建筑光伏系統；薄膜光伏組件；產能；模擬；測試

中圖分類號：TM615 文獻標志碼：A

0" 引言

建筑領域節能降碳是實現中國碳達峰、碳中和目標的關鍵環節[1]。光伏系統易于與建筑屋面、立面、幕墻結合，是助力建筑能源低碳化的重要技術形式[2]。相關光電建筑實踐案例表明，高比例光伏應用對于推進建筑領域節能降碳至關重要[3]?！笆奈濉逼陂g，城鄉建設領域多項政策、標準均強調要大力發展建筑光伏系統。例如：住房和城鄉建設部、國家發展改革委發布的《城鄉建設領域碳達峰實施方案》中指出，應推進建筑太陽能光伏一體化建設，并給出了光伏覆蓋率的推薦指標；GB 55015—2021《建筑節能與可再生能源利用通用規范》中要求，新建建筑應安裝太陽能系統且應實現全年綜合利用。

在眾多光伏發電技術中，薄膜光伏發電技術作為第2代光伏發電技術，憑借其獨特優勢，正逐步成為建筑光伏系統的重要技術路線。薄膜光伏組件利用薄膜材料作為光電轉換器，并將其應用在玻璃、塑料或金屬基板上，從而實現高效發電，具有制備成本低、溫度系數低和弱光性能優異等優勢[4]，在建筑的復雜表面及構件中應用具有良好的適應性。近年來，薄膜光伏發電技術發展迅速，已由實驗室研究轉向規?；I生產和商業化應用[5]。國家發展改革委、住房和城鄉建設部在《加快推動建筑領域節能降碳工作方案》中提出，要支持鈣鈦礦（PSCs）、碲化鎘（CdTe）等薄膜太陽電池技術裝備在建筑領域的應用，為薄膜光伏發電技術的應用和推廣擘畫藍圖。

當前，中國薄膜光伏發電技術和產業不斷進步，示范效益日漸顯著，受到建筑行業的廣泛關注，但建筑設計、施工及運維人員仍然對該技術缺乏深入了解?；诖?，本文對薄膜光伏發電技術原理和發展歷程進行簡述，總結國內外產業發展現狀，并通過仿真分析和案例實測，分析其在建筑應用場景下的發電性能和主要特征，最終針對當前存在的問題提出發展建議。

1" 技術原理和發展歷程

1.1" 技術原理

薄膜太陽電池是薄膜光伏發電技術的核心，是指在玻璃或柔性基底上沉積并構成p-n結的半導體薄膜光伏器件[6]。按照光吸收層材料的不同，薄膜太陽電池可分為硅基、CdTe、銅銦鎵硒（CIGS）、砷化鎵（GaAs）及PSCs等類型。目前，在建筑領域中應用較多的是CdTe薄膜太陽電池和CIGS薄膜太陽電池。

以典型的CdTe薄膜太陽電池為例，其基本結構示意圖如圖1所示。太陽光穿過導電玻璃并被硫化鎘（CdS）薄膜（即CdS窗口層）和CdTe薄膜（即CdTe吸收層）吸收，CdTe薄膜吸收光子后釋放電子-空穴對，電子被背電極收集然后傳導出太陽電池，從而產生電流。

1.2" 發展歷程

CdTe薄膜太陽電池的發展歷程可追溯到20世紀60年代。1963年，世界上第1塊CdTe薄膜太陽電池由美國無線電公司實驗室在CdTe單晶上鍍銦的合金制得，其光電轉換效率為2.1%[7]。1982年，美國伊士曼·柯達公司實驗室用化學沉積法在p型CdTe上制備了1層超薄的CdS，從而制備出光電轉換效率超過10%的異質結p-CdTe/n-CdS薄膜太陽電池，成為現階段CdTe薄膜太陽電池的原型。2001年，美國國家可再生能源實驗室（NREL）吳選之團隊使用CdSnO4/ZnSnO4復合薄膜層作為前電極，將此類太陽電池的光電轉換效率提升至16.7%并保持紀錄多年；直至2011年，美國First Solar公司制備出光電轉換效率為17.3%的CdTe薄膜太陽電池，打破了此前的紀錄[8]。近年來，隨著采用寬禁帶材料作為窗口層，CdTe薄膜太陽電池的光電轉換效率紀錄不斷刷新，最高已達到22.6%（該數據截至2024年4月），由First Solar公司創造[9]。

CIGS薄膜太陽電池的研究始于20世紀60～70年代初期。1974年，美國貝爾實驗室制備出首塊銅銦硒（CIS）薄膜太陽電池；1976年，美國緬因大學采用CIS/CdS作為異質結，制備出光電轉換效率為5.8%的CIS薄膜太陽電池；1982年，美國波音公司采用兩步共蒸發法將此類太陽電池的光電轉換效率提升至10.5%，自此，CIS薄膜太陽電池開始展現其應用價值。1987年，美國波音公司在CIS薄膜中摻入Ga取代部分In，將吸收層帶隙提高到1.1～1.2 eV，使其與太陽光譜更匹配。1994年，NREL的研究團隊使用3步共蒸發法實現了CIGS薄膜雙梯度帶隙結構，并在隨后的10年間持續刷新CIGS薄膜太陽電池的光電轉換效率紀錄。近年來，柔性襯底太陽電池技術不斷發展，2011年，瑞士聯邦材料科學與技術實驗室在聚酰亞胺上低溫沉積CIGS薄膜，將CIGS薄膜太陽電池的光電轉換效率提升至18.7%[10]。截至2024年4月，CIGS薄膜太陽電池的最高光電轉換效率為23.6%，由瑞典依沃拉公司和烏普薩拉大學聯合研發創造[9]。

2" 國內外產業發展現狀

2.1" 全球市場規模

2012—2022年全球薄膜光伏組件的年產量情況如圖2[11]所示。薄膜光伏組件的全球產量基本呈現持續穩步提升的趨勢，尤其是在2020—2022年間，伴隨小規模、分布式光伏的發展，其3年間的年產量增長率超過40%。2022年全球薄膜光伏組件年產量達到9.2 GW，較2021年同比增長10.3%，其中，CdTe薄膜光伏組件達到9.18 GW，占比為99.8%；其余主要是CIGS薄膜光伏組件，全球年產量約為0.03 GW。

從2012—2022年薄膜光伏組件的全球市場占有率情況來看（見圖3[11]），由于研發和制造薄膜光伏組件的國家較少，且具備生產能力的企業有限，薄膜光伏組件的全球年產量增長幅度仍然滯后于晶硅光伏組件，其全球市場占有率仍然呈現下滑趨勢，2022年該值為3.1%，較2021年同比下降0.7%[11]。

中國薄膜光伏組件產業起步相對較晚，但作為新興產業，其發展勢頭迅猛。2022年，中國CdTe和CIGS薄膜光伏組件的年產量分別約為80 MW和30 MW[11]。從裝機場景差異來看，國外薄膜光伏組件的主要應用場景為地面光伏電站，國內則基本以建筑光伏項目為主。

2.2" 國外的產業化現狀

薄膜光伏組件的生產工藝技術壁壘高且資金投入大，全球產業主要由美國First Solar公司主導。該公司成立于1999年，總部位于美國亞利桑那州，在美國、印度、馬來西亞和越南設有工廠，致力于提供CdTe薄膜光伏組件及系統解決方案，在國際市場上占據重要地位。根據該公司官方發布的數據，2022年該公司CdTe薄膜光伏組件的產能達9.8 GW，其中美國和印度工廠的累計產能占比達到93%；實際年產量為9.1 GW，較上年同比增長15%。2024年該公司的CdTe薄膜光伏組件產能將繼續高速增長，預計隨后年增長率將穩定在3%～5%之間。

當前，美國First Solar公司在售的CdTe薄膜光伏組件主要是Series 6和Series 7兩個系列。在標準測試條件（STC）下，Series 6光伏組件量產的平均峰值功率為480 W，組件效率約為19.0%[12]；Series 7光伏組件則采用更大的外形尺寸和新型背軌安裝系統，量產平均峰值功率為540 W，組件效率達19.3%[12]。上述光伏組件主要應用于地面光伏電站，單塊光伏組件發電功率較大，有利于提升光伏電站的建設效率。2024年，該公司大范圍啟動Series 7光伏組件的生產，其整體產能增幅將高于Series 6光伏組件，預計2025年其產能占比將超過50%。

2.3" 中國的產業化現狀

近年來，受以建筑為場景的分布式光伏發展政策的影響，中國在光伏組件技術、生產工藝和性能質量方面取得了顯著進展。截至目前，中國薄膜太陽電池的實驗室最高光電轉換效率，以及薄膜光伏組件量產的最高和平均組件效率分別如表1[13]、表2[13]所示。

在產業化方面，中國涌現了一批具有代表性的薄膜光伏組件制造企業，在國際市場具有一定競爭優勢，主要情況如下。

龍焱能源科技（杭州）股份有限公司成立于2008年，通過推動自主研發，已擁有3條CdTe薄膜光伏組件（尺寸為1200 mm×600 mm）全自動化生產線，總產能超過150 MW。該公司生產的小面積CdTe薄膜太陽電池的實驗室光電轉換效率已達到20.6%；標準尺寸的CdTe薄膜光伏組件峰值功率量產最高可達123 W，組件效率達17.1%；產品已在北京世園會中國館、大同未來能源館、嘉興火車站、廣州美術館等項目中使用。

成都中建材光電材料有限公司成立于2009年，曾制造出全球首個大面積（1.92 m2）CdTe薄膜光伏組件，已在成都市雙流區、江西省瑞昌市、河北省邯鄲市建成并投產3個基地，具備碲金屬提純和化合物生產能力。該公司生產的CdTe薄膜太陽電池的實驗室光電轉換效率達20.84%，1.92 m2的大面積CdTe薄膜光伏組件的量產最高組件效率提升至16.5%；產品已在北京冬奧會、海南博鰲論壇、上海世界頂尖科學家論壇會址、阿里邊防營房等項目中應用。

明陽瑞科薄膜光伏科技（廣東） 有限公司自2015年啟動CdTe薄膜光伏組件生產以來，致力于CdTe、PSCs及疊層技術的研發，目前已擁有年產能100 MW的CdTe薄膜光伏組件生產線，具備3.2 mm及5.0 mm以上厚度的CdTe薄膜層制造能力。該公司生產的CdTe薄膜太陽電池的實驗室光電轉換效率超過21%；CdTe薄膜光伏組件的量產最高峰值功率達到124.3 kW，組件效率達到17.3%；這些產品已應用于北京冬奧會國家速滑館、粵港澳大數據中心、首都博物館東館等項目。

CIGS薄膜光伏組件方面的代表性制造企業為凱盛科技集團有限公司。2023年5月，該集團生產的小尺寸（30 cm×30 cm）CIGS薄膜光伏組件的量產最高組件效率達到20.3%。此外，該集團與德國TüV NORD集團共同設立了CIGS薄膜光伏技術聯合實驗室，用于開展CIGS薄膜光伏組件測試技術研發。該集團生產的CISG薄膜光伏組件已應用于蚌埠市國土資源規劃局大樓、蚌埠市自貿區大廈城市之門、上?；úL興島游客中心等項目。

3" 薄膜光伏發電技術的建筑應用

3.1" 應用形式及特征

建筑光伏項目較傳統地面光伏電站具有更復雜的技術要求。從節能降碳角度而言，建筑光伏項目更側重于在高容積率、緊湊空間、被動遮擋條件下的空間布局[2]，因此要求光伏組件具備一定的可持續發電能力。薄膜光伏組件的光譜響應范圍寬，能夠有效吸收可見光和部分紅外光；同時，薄膜光伏組件通常具有較低的光電閾值，可以在較低的太陽輻照下產生電能，因此在清晨、傍晚、陰雨天或受遮擋（見圖4）的弱光環境下仍能夠啟動發電，且發電性能衰減較小，彌補了其組件效率相對較低的不足。薄膜光伏組件憑借上述優勢，在密集排布的建筑場景中具備顯著的應用優勢。

從適用性角度而言，薄膜光伏組件相對輕薄、靈活，可以做成柔性光伏組件，可適應彎曲、傾斜的復雜表面；其還可以定制為中空夾膠、真空夾膠、彩色圖案、仿石材、仿鋁材等光伏建材，其顏色、圖案、外形等均可定制。同時，薄膜光伏組件基于玻璃基板的構造形式，衍生出可透光且與玻璃幕墻一體成型的新型產品，其透光性能來源于發電薄膜柵格間可供自然光透過的間隙，通過調節間隙的寬度、形狀來定制透光性能， 從而在發電的同時保證建筑的采光需求。薄膜光伏組件在建筑中良好的適配性，可滿足建筑師對光伏建筑一體化的要求[14]，其各種應用形式如圖5所示。

3.2" 發電性能比對分析

為對比各種光伏組件的發電性能，選取具有代表性的CdTe薄膜光伏組件、單晶硅光伏組件和多晶硅光伏組件開展定量計算。各類光伏組件的主要參數如表3所示。

從表3可以看出：CdTe薄膜光伏組件的單塊尺寸、峰值功率偏小，其單位面積峰值功率為151.0 W/m2，相比于單晶硅光伏組件（222.6 W/m2）和多晶硅光伏組件（174.1 W/m2）分別低32.1%和13.3%。而CdTe薄膜光伏組件的工作電壓為137.20 V，是晶硅光伏組件的3～4倍，工作電流則相對較小，因此薄膜光伏系統一般采取“多并少串”的方式，適配薄膜光伏系統的電力電子設備應考慮其高電壓、低電流的工作特性。

以北京市的應用場景為例，采用TRNSYS軟件模擬光伏組件的發電性能，光伏組件安裝位置分別考慮建筑光伏項目常用的屋面（包括水平面和正南朝向30°傾角）和外立面（包括正南、正西、正東朝向90°傾角）；光伏組件計算模型選擇Type103，光伏系統效率（PR）設為0.87，以單位裝機面積年發電量、單位裝機功率年發電量（即年發電小時數）為對比指標，各類光伏組件的計算結果如圖6所示。

光伏組件的發電量與其表面接收太陽總輻照量的變化趨勢一致。從圖6可以看出：在北京市的應用場景下，無論采用哪種光伏組件，應用的優先級順序均為“屋面gt;南立面gt;西立面gt;東立面”。

單位裝機面積年發電量是建筑行業廣泛關注的重要指標，其反映了有效裝機空間下的光伏發電潛力。在屋面的水平面及正南朝向30°傾角安裝條件下，CdTe薄膜光伏組件的單位裝機面積年發電量分別為208 kWh/m2和239 kWh/m2，低于單晶硅光伏組件，但相較于多晶硅光伏組件則分別高出11%和8%。對于上述兩種屋面安裝方式，由于水平面安裝光伏組件接收的太陽輻照量相對較低，其發電能力也受到影響。相比之下，單晶硅光伏組件在兩種安裝方式下的單位裝機面積年發電量相差17.5%，而CdTe薄膜光伏組件的僅相差13.0%?？傮w來看，由于單晶硅光伏組件的單位裝機面積年發電量更高，因此在屋頂裝機空間有限、太陽輻照資源較好，且以最大化發電量為首要目標時，單晶硅光伏組件更具優勢。

年發電小時數則是受到光伏行業普遍關注的重要指標，其反映了相同裝機容量條件下的不同類型光伏系統呈現出的發電性能差異。CdTe薄膜光伏組件在水平面、南立面安裝條件下的年發電小時數分別達到了1377 h和1082 h，在正南朝向30°傾角安裝條件下甚至達到了1582 h；相比之下，單晶硅光伏組件的年發電小時數僅在正南朝向30°傾角安裝條件下超過了1000 h，達到1165 h。因此，在相同裝機容量下，相較于單晶硅光伏組件，CdTe薄膜光伏組件具有更高的發電量，但其存在占用建筑外表面空間較大的缺點，即在建筑表面裝機空間充足、以追求可持續發電為目標時，CdTe薄膜光伏組件的發電性能更佳。

4" 典型案例實測分析

本文以中國建筑科學研究院有限公司的某光電建筑項目為例，對薄膜光伏組件的發電性能進行測試分析。

該項目位于北京市，建筑面積為2850 m2，類型為辦公建筑，光伏系統的總裝機容量為221.6 kW。其中：單晶硅光伏系統的裝機容量為100.8 kW，占比為45.5%，均安裝在屋面（正南朝向5°傾角）；CdTe薄膜光伏系統的裝機容量為120.8 kW，占比為54.5%，分別安裝在屋面（包括水平面和正南朝向5°傾角）、南立面、西立面和東立面，各安裝位置的裝機容量分別為69.3、33.5、7.0、11.0 kW，立面上安裝的光伏陣列會一定程度上受到周邊建筑和樹木的遮擋影響。該項目的光伏組件布局示意圖及各安裝位置的裝機容量占比如圖7所示。

首先分析該項目的典型日光伏發電與建筑用電監測數據，如圖8所示。

從圖8可以看出：該項目中，與單晶硅光伏系統相比，CdTe薄膜光伏系統的有效發電時間更長、起始發電時刻更早，且清晨、傍晚時刻的發電量普遍更高；同時，CdTe薄膜光伏系統全天的發電波動曲線更貼合建筑用電曲線的變化，對于此類辦公建筑晝間負荷波動穩定、夜間基本無負荷的用電特性而言，CdTe薄膜光伏發電更加“柔和”，有利于實現光伏發電量的本地消納，從而減少因光伏發電無法自用而對電網造成的沖擊。根據累計數據，CdTe薄膜光伏系統、單晶硅光伏系統的日發電量分別為485 kWh和551 kWh，CdTe薄膜光伏系統的發電量在整個光伏系統總發電量中的占比為46.8%，結合其裝機容量的占比（為54.5%，且其中43.0%安裝在存在遮擋情況的立面）來看，其發電量與單晶硅光伏系統的基本相當，體現出了良好的發電收益。

其次分析該項目的長時間發電性能。選取2022年1月連續10天的日太陽輻照量及不同類型光伏系統發電量占比的監測數據進行統計，如圖9所示。

從圖9可以看出：1月17—24日，水平面日太陽輻照量從3.5 kWh/m2持續下降至0.5 kWh/m2，此時屋面、立面的CdTe薄膜光伏系統的發電量占比均不斷提升，整個CdTe薄膜光伏系統的發電量占比從50%提升至70%。1月24日后，天氣轉晴，太陽輻照量增大，單晶硅光伏系統的發電量占比再次提升，由此側面體現出低太陽輻照量工況下CdTe薄膜光伏組件的產能潛力。從太陽輻照量為0.5～0.7 kWh/m2的區間范圍來看，立面CdTe薄膜光伏系統的裝機容量雖然僅為51.5 kW，是屋面單晶硅光伏系統裝機容量（100.8 kW）的一半，但其發電量基本與屋面單晶硅光伏系統的發電量持平。因此，相比于單晶硅光伏系統在太陽輻照量充足時的發電優勢，薄膜光伏系統在低太陽輻照量工況下的發電能力更可持續。

從全年性能來看，統計相同安裝條件（屋面正南朝向5°傾角）下CdTe薄膜光伏系統和單晶硅光伏系統的發電數據。2022年，二者的單位裝機面積年發電量分別為182.9 kWh/m2和218.7 kWh/m2，單晶硅光伏系統比CdTe薄膜光伏系統高19.6%；而二者的年發電小時數分別為1316.9 h和1082.6 h，CdTe薄膜光伏系統比單晶硅光伏系統高21.6%。

實測數據驗證了上述模擬計算的結論，在北京市的太陽輻照資源下，單晶硅光伏組件的發電效率更高，但在長期運行工況下薄膜光伏組件具有更優異的發電穩定性。

5" 存在問題及發展建議

根據測試和調研，針對薄膜光伏在建筑領域的應用現狀，總結當前存在的問題，主要包括：

1）政策支持力度仍需加強，推廣政策、標準規范及建筑行業適用的認證體系有待完善，產業發展“臨界點”亟待突破；

2）亟待研發發電性能更優、外觀形式多樣、適應不同安裝場景的薄膜光伏組件，同時提升其生產工藝；

3）建筑光伏項目開發建設的積極性仍需調動，需進一步挖掘其潛在的經濟、社會價值，且市場監管力度、模式仍有待加強和探索。

針對上述問題，提出以下發展建議：

1）借鑒單晶硅光伏產業、新能源汽車產業的發展經驗，制定支持性政策，助力產業突破發展瓶頸；完善建筑光伏標準體系，與時俱進修訂已有標準，編制針對性強、滿足工程建設需要的標準圖集，有效指導和規范市場應用；加強行業宣傳、技術培訓、人才引進，為推動可持續發展提供制度性保障。

2）加強技術研發和創新投入，提高薄膜光伏組件的可靠性、光電轉換效率等核心性能指標，降低其生產成本，力爭達到國際領先水平；豐富產品的外觀色彩、尺寸規格和適用場景，為建筑設計師提供多樣化產品選擇；挖掘耦合圍護結構的光伏發電及伴隨發熱的作用機理，為薄膜光伏組件的規?；茝V應用提供產品和技術性支撐。

3）拓寬固有商業模式，領跑“建筑+光伏”賽道，鼓勵薄膜光伏組件在新建和既有建筑上應用，將薄膜光伏組件與建筑美學相融合，以滿足建筑創作的語言表達需求，為建筑行業拓展市場增量；同時滿足低碳發展需求，建議在項目早期將建筑光伏納入建設范疇，推動其從標桿性示范工程走向規?；袌霭l展。

6" 結論

薄膜太陽電池技術裝備是多部委加快推動建筑節能降碳的推薦項目，近年來薄膜光伏發電技術不斷進步，薄膜光伏建筑應用示范效益日漸顯著。在此背景下，本文簡述了薄膜光伏的技術原理和發展歷程，總結了其國內外產業發展現狀，并通過計算和實測，分析了其建筑應用形式、特征及發電性能，最終針對當前存在的問題提出了發展建議。得出以下結論：

1）近年來伴隨小規模、分布式場景建設需求的提升，2020—2022年全球薄膜光伏組件的3年間年產量增長率超過40%。薄膜光伏組件的組件效率持續刷新，國產化CdTe薄膜光伏組件的量產最高組件效率達到17.3%，平均組件效率為15.8%；玻璃基CIGS光伏組件的量產最高組件效率達到17.6%，平均組件效率為16.5%。

2）薄膜光伏組件可以適應彎曲、傾斜的復雜表面，可以定制成中空夾膠、真空夾膠、彩色圖案、仿建材等形式，還可以制成透光型光伏幕墻；其光譜響應范圍寬，光電閾值較低，在弱光環境下也可發電。因此，薄膜光伏組件的建筑應用可定制化程度及多工況適應性良好。

3）實測得到單晶硅光伏組件的單位裝機面積年發電量更高，在屋頂裝機空間有限、太陽輻照資源較優，且以最大化發電量為首要目標時，單晶硅光伏組件更具優勢；薄膜光伏組件的單位裝機容量年發電量（即年發電小時數）更高，在建筑表面裝機空間充足時，相同裝機容量的薄膜光伏系統的發電性能更加優異。

4）實測薄膜光伏組件的有效發電時間長于單晶硅光伏組件，一定程度上彌補了其組件效率較低的不足；同時其發電曲線平穩，與辦公建筑的用電波動規律契合；當日太陽輻照量下降時，薄膜光伏組件的日發電量占比相較于單晶硅光伏組件顯著提升，表明薄膜光伏組件在低太陽輻照工況下的發電能力更具可持續性。

5）中國薄膜光伏產業化進程起步晚，建議進一步完善推廣政策、標準規范及認證體系，提高發電性能優、外觀形式多樣、可適應不同場景的光伏組件研發能力，積極宣貫先進案例，充分調動建筑行業應用光伏發電的積極性，挖掘其潛在的經濟社會價值，同時還需加強其市場監管力度和模式探索，以助力薄膜光伏產業的規?；l展。

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Wang Boyuan1，Sun Zhifeng1，Wang Shanshan2，Wang Meng3，Zhang Boyu1，Zhang Xinyu1

（1. China Academy of Building Research，Beijing 100013，China；

2. Technology and Industrialization Development Center of the Ministry of Housing and Urban Rural Development，

Beijing 100835，China；3. Rocky Mountain Institute，Beijing 100020，China）

Abstract： PV utilization is essential for achieving emission peak and carbon neutrality in the building sector. As a key technology promoted by multiple governmental agencies，thin-film solar cells have gained increasing attention. This paper examines their development status，architectural application characteristics，and production capacity characteristics. The research results show that the global annual production growth rate of thin-film PV modules has exceeded 40% in three years，with domestic CdTe and CIGS PV modules achieving average module efficiency of 15.8% and 16.5%，respectively. Thin-film PV modules adapt well to curved and inclined surfaces and can be customized into laminated glass，colored patterns，and translucent curtain walls，enhancing their architectural applicability. Their broad spectral response range，low photoelectric threshold，and enable continuous power generation under low irradiance. Experimental results show that mono-Si PV modules achieve 19.6% higher annual power generation capacity per unit installed area than that of thin-film PV modules，making them more suitable for scenarios where space-constrained rooftops and maximizing power generation capacity is pursued. In contrast，thin-film PV modules exhibit 21.6% higher annual equivalent full-load hours than that of mono-Si PV modules，when there is sufficient installed space on the surface of the building，the overall power generation performance is better under the same installed capacity. Additionally，thin-film PV modules provide longer effective daily generation time，a more stable output curve，and greater sustainability in power generation" under low solar irradiance conditions.

Keywords：conserve energy and reduce emissions；building PV system；thin-film PV modules；production capacity；simulation；testing