降低建筑运行能耗是应对全球能源危机、建筑减碳的有效途径。高效利用建筑上的太阳能可以减少对常规能源的消耗,从而达到减碳效果。建筑屋顶的太阳能得到了很好地开发。然而对于多高层建筑来说,屋顶面积小,落在立面上的太阳能总量是不可忽视的,有待开发利用。为了提高立面上的太辐射能量密度,采用动态追踪太阳的方式,从而显著增大光伏板上的太阳辐射量,增大光伏发电量。再考虑到光伏建筑一体化,将光伏发电的功能集成到建筑表皮上来,就形成了动态光伏表皮。首先,阐述了建筑动态光伏表皮的技术基础,包括光伏发电系统、太阳追踪、光伏建筑一体化以及动态表皮四方面,了解光伏发电的原理、电池材料及特性,太阳追踪原理及方式,光伏材料如何与建筑材料、结构集成,动态表皮的动态原理,从而为动态光伏表皮的设计提供技术依据。其次,根据动态光伏表皮追踪的维度、程度的不同,将其分为百叶式、单元式、整体式三种,并利用案例研究其特点。百叶式为单轴追踪,追踪太阳的方位角或高度角;单元式为双轴追踪,对太阳的高度角和方位角同时追踪;整体式重在“整体”,若干光伏板组成一个较大组件,进行单轴或双轴追踪。之后,从设计原则、适用范围、影响因素、设计内容和表皮美学五方面展开动态光伏表皮设计研究。确立动态光伏表皮设计的第一原则是提高发电量,影响因素包括遮阳、室内物理环境、视野、表皮美学。由于动态光伏表皮的成本较高,所以在建筑上不受周边遮挡的部位设置,以保证较高的年发电量。接下来,为了更深入地研究动态光伏表皮,基于不同的追踪太阳的方式,提出了四种原型设计,分别为水平型百叶、垂直型百叶、单元型、整体型动态光伏表皮,并探讨了如何控制光伏单元间隙、形状以增大发电量;还借鉴动态遮阳百叶的构造,提出百叶型、单元型动态光伏表皮的动态构造。最后,通过选取一个既有高层建筑进行动态光伏表皮设计实验,从表皮形态设计、与现有建筑立面的融合、室内效果等方面展开探讨。验证设计方法的合理性、三种原型广泛的适应性。