随着经济和科技的快速发展,能源需求日益增加,同时,建筑运行能耗占全球总能耗的30%,建筑节能势在必行;光伏幕墙是建筑节能与可再生能源综合利用的产物,一方面可以合理利用太阳能自身发电,减少了建筑对常规能源的依赖,另一方面还可以改善建筑围护结构的热性能,从而降低建筑在供暖空调期的冷热负荷。本文针对当前非透明光伏幕墙和半透明光伏窗在热、电性能联合计算方面研究的不足,建立了非透明晶体硅光伏幕墙和半透明晶体硅光伏窗的热-电耦合计算模型,即,将光伏组件的工作温度作为中间变量,通过建立的精确且能体现出光伏组件动态发电效率的发电模型,对光伏组件的发电量进行计算,后将此发电量用于非透明光伏幕墙或半透明光伏窗的能量平衡方程中进行联合求解,从而获得相应的光伏组件及其他各节点处温度,并由此对非透明光伏幕墙或半透明光伏窗的传热和发电模型之间进行反复的耦合计算,直至达到热-电平衡（迭代计算的前后光伏组件的工作温度小于误差值）,从而实现对光伏组件发电性能和建筑围护结构传热过程进行更切合实际的计算分析;同时,通过搭建的真实尺寸的非透明晶体硅光伏幕墙和半透明晶体硅光伏窗的实验平台,对计算模型在真实气象条件下进行了长期的实验验证,确保了所建立模型的准确性。基于上述建立的计算模型,分别对非透明晶体硅光伏幕墙和半透明晶体硅光伏窗的热、电性能进行了模拟计算;结果表明,在南京地区,对于峰值功率为270 W且空气层为15 mm的非透明晶体硅光伏幕墙和峰值功率为150 W且光伏电池覆盖率（PVR）为46.3%的半透明晶体硅光伏窗来说,相比于普通墙和普通窗,在夏季,非透明晶体硅光伏幕墙和半透明晶体硅光伏窗的总得热量分别下降接近24.3%和19.5%,在冬季,非透明晶体硅光伏幕墙的总热损失量下降接近12.7%,半透明晶体硅光伏窗的总热损失量则与普通窗几乎完全一致,但总太阳得热量相比于普通窗则减少了接近19.7%;此外,非透明晶体硅光伏幕墙和半透明晶体硅光伏窗还有不错的电性能,在全年内,南向非透明晶体硅光伏幕墙和南向半透明晶体硅光伏窗的年总发电量分别可达到176.89 k Wh/m~2和104.49 k Wh/m~2。通过进一步的优化分析,发现空气层厚度和空气层流速对非透明晶体硅光伏幕墙的热性能有较大影响;其中,在夏季,当空气层厚度为10 mm时,非透明晶体硅光伏幕墙由得热而产生的空调耗电量最小;而在冬季,当空气层厚度为1 mm时,非透明晶体硅光伏幕墙由热损而产生的空调耗电量最小;而对于空气层流速来说,在夏季,非透明晶体硅光伏幕墙的得热量随着空气层流速的增加而显著下降;而在冬季,非透明晶体硅光伏幕墙的热损失量随着空气层流速的增加而显著上升,且当空气层封闭,非透明晶体硅光伏幕墙的热损失量可以达到最小,相对于普通墙体下降接近31.9%。对于半透明晶体硅光伏窗来说,半透明晶体硅光伏窗的PVR对其热性能有较大影响,且其得热量随PVR的增大而减小;而在全年内,当PVR≥0.4时,半透明晶体硅光伏窗在白天的发电量大于其通过得热或热损而产生的空调耗电量,且当PVR=0.8时,半透明晶体硅光伏窗的总耗电量最低,为-6.726 k Wh/m~2。对于由非透明晶体硅光伏幕墙和半透明晶体硅光伏窗组成的整个光伏建筑外立面来说,不同窗墙比（WWR）的晶体硅光伏幕墙整体的热、电性能也会出现较大差异;基于经过参数优化的非透明晶体硅光伏幕墙和半透明晶体硅光伏窗组成的晶体硅光伏幕墙整体,通过对不同窗墙比的晶体硅光伏幕墙的空调能耗、照明能耗及发电量几个因素进行分析,发现晶体硅光伏幕墙的总能耗随着窗墙比的增大而减小,当WWR=0时,晶体硅光伏幕墙总能耗最大,达到39.59 k Wh/m~2,当WWR=1时,晶体硅光伏幕墙总能耗最小,为27.11 k Wh/m~2。