建筑的保温隔热和气密性是建筑能耗的主要影响因素。建筑围护结构的传热热损失约占围护结构全部热损失的70%～80%,门窗缝隙的空气渗透热损失约占围护结构全部热损失的20%～30%。外窗由于要求具备通风采光的功能,而成为隔热保温的薄弱环节,若综合外窗的传热热损失和空气渗透热损失则约占围护结构全部热损失的47%。因此,外窗节能是减少建筑能耗的重要途径。作为一种新型节能外窗,光伏窗与常规外窗相比除了具有常规外窗隔热、保温、防水等作用外,还可以利用太阳能发电。但是光伏窗安装在不同地区、不同朝向表现出来的保温性能和发电量是不同的。因此,本文针对光伏窗开展了一系列的研究。首先,利用实验数据验证了建筑能耗模拟软件Energy Plus的传热、自然采光和太阳能发电的数学模型。其后以单层透明玻璃窗(SC)、双层透明玻璃窗(DC)、单层光伏玻璃窗(SPV)、双层光伏玻璃窗(DPV)和双层自然通风光伏玻璃窗(NVPV)等5种外窗为能量性能模拟对象。为考察光伏窗在不同地区的能量性能,在严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和太阳能丰富的高原等5个地区各选择一个代表城市,分别为哈尔滨、北京、上海、深圳和拉萨；选取了5%、10%两种光伏玻璃透过率,以确定不同透过率光伏窗的能量性能。利用验证过的数学模型,对以上5种外窗在各代表城市、敷设于办公建筑东南西北4个朝向、不同光伏玻璃透过率的能量性能进行了模拟计算。结果表明,五个地区的办公建筑安装NVPV的能效最高,外窗南向敷设时的建筑能耗最少,10%透过率的光伏玻璃比5%透过率的能效高。