本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种应用于光伏建筑一体化的薄膜太阳能电池微透镜结构的优化方法，包括以下步骤：构建初始玻璃衬底薄膜太阳能电池模型；通过控制决定微透镜结构的关键变量，在薄膜太阳能电池玻璃衬底上构建不同形状的微透镜结构，得到微透镜结构薄膜太阳能电池模型；在12个月中每个月取相同日期的一天，每天以两小时为步长，设立在7:00‑18:00内随太阳运动轨迹变化的太阳光源模型；针对采光顶，建筑立面，遮阳面三种光伏建筑一体化场景，以薄膜太阳能电池活性层入射面的太阳能辐射通量最大为目标进行优化设计，得到不同场景下性能最优的薄膜太阳能电池微透镜结构。本发明的优化方法简单，实用性强。