透光薄膜光伏幕墙作为新型建筑材料构成的建筑表皮,在阻挡部分太阳辐射进入室内的同时改善了室内光环境,也改变了建筑的能量系统构成。透光薄膜光伏幕墙的热工性能和光学性能是两项重要的参数。热工性能直接关系到建筑的采暖制冷能耗,光学性能直接关系到室内光环境质量、照明能耗与系统的输出电量。建筑采暖制冷能耗,照明能耗和输出电量耦合形成了新的建筑能量特性。本文采用数学计算和数值模拟的方法进行了研究。首先,对透光薄膜光伏幕墙的建筑集成设计进行研究。对透光薄膜光伏电池的材料种类及形成原理进行了分析,然后提出了一体化集成中透光薄膜光伏幕墙可应用的构造形式,系统性的分析了透光薄膜光伏材料的表皮肌理,色彩,形式美等美学法则,并辅以典型案例进行了说明。其次,通过理论计算对四种不同内层玻璃的双层封闭式透光薄膜光伏幕墙在不同空气间层厚度下的综合传热系数进行了对比分析,选取优化后的双层透光薄膜光伏幕墙为基准模型,利用FLUENT软件对不同尺寸通风口、不同层高、不同进风口气流速度的呼吸式双层透光薄膜光伏幕墙的综合传热系数,空气间层温度场,出风口气流速度场进行研究。研究结果显示,呼吸式透光薄膜光伏幕墙的通风口为25cm时,进风口风速为1.4m/s时,幕墙的热工性能最好。同时形成了双层透光薄膜光伏幕墙不同设计参数与综合传热系数之间的数学关系。再次,对应用透光薄膜光伏幕墙的空间进行了全天然采光条件下的室内光环境模拟研究。结果表明:南向空间、东南向空间和西南向空间应采用透光率大于30%的薄膜光伏幕墙,东向空间和西向空间的薄膜光伏幕墙透光率应大于40%。同时对不同朝向小于此透光率的薄膜光伏幕墙应用时如何保证空间采光量至少达到可接受状态和理想状态,提出了量化的解决措施。最后,建立了包含73个透光薄膜光伏幕墙模型的219个空间的综合能耗数据库。基于数据库,对透光薄膜光伏幕墙设计参数的敏感性进行研究。结果显示,就总体而言,朝向的敏感系数最高,其次是替换面积百分比,再次是可见光透射率,透光薄膜光伏幕墙综合传热系数的敏感系数最小。并根据节能率,分别推荐出了适用于南向空间、东南向空间、西南向空间、东向空间和西向空间的透光薄膜光伏幕墙的模型,为透光薄膜光伏幕墙的应用提供了可靠的数据支撑。