太阳能电池不仅可以发电 还可提高温室种植的效率

对于温室种植植物，在温室屋顶上安装半透明有机太阳能电池，考虑到发电量、作物产量和温室热管理之间的权衡，需要采取一种整体评估的方法。

这是美国北卡罗来纳州立大学的科学家们在《细胞报告物理科学》上发表的"有机太阳能温室中平衡作物生产和能源采集"研究的主要结论。

在论文中，学者们提出使用半透明的有机太阳能电池，主要吸收植物不依赖的光的波长。此外，这些装置可以帮助管理从紫外线（UV）到红外线（IR）的光透射，这对温室的热负荷有很大影响。

科学家们分析了红叶莴苣(Lactucasativa)在一个装有有机太阳能电池的温室中的生长情况，这些太阳能电池上涂有可以管理近红外(NIR)和长波长(LW)红外的过滤器。滤光片由FTAZ:IT-M、FTAZ:PC71BM和PTB7-TH:IEICO-4F等混合薄膜与共轭基聚噻吩聚合物PEDOT:PSS制成的滤光片组合而成。

"研究是在一个受控环境的生长室中进行的，可以比较植物在相似的光照、温度、湿度、CO2浓度以及水和养分供应下的生长发育情况。"美国小组解释说。

对照组的生菜暴露在全光谱的白光下，而其他生菜则被分成三个实验组，通过不同类型的滤光片暴露在光下。入射在滤光片上的光的总量是相同的，但对于每个实验组来说，这些光的颜色组成是不同的，具体来说，我们操纵了三种滤光片中蓝光与红光的比例，看看它是如何影响植物生长的。"研究合著者HaraldAde说。

实验表明，在太阳能电池下，生菜的生长有增无减，因为不同的透射光谱对植物的鲜重没有影响。此外，实验结果还表明，到达植物的光照强度降低了单位面积的光合作用速率，但同时也增加了叶面积（LA）和叶数，从而将对作物产量的影响降至最低。这些结果证明了在半透明有机太阳能电池（OSC）下成功种植某些作物的可能性，并强调需要对作物生产进行全面的表征，以评估作物生产力。

他们的分析还表明，有机太阳能电池有助于减少温室内的过热。"我们的研究表明，对于加州萨克拉门托的一个温室来说，温室过热的小时数可以从280小时减少到82小时，最后，使用有机太阳能电池电极，也可以作为低发射率涂层，被证明可以显著降低温室的加热负荷。"

在2月份发表的一项研究中，同一个研究小组表示，使用半透明的有机太阳能电池可以在温暖和温和的气候条件下为温室结构供电，从而减少温室的碳足迹。北卡罗来纳州立大学的研究人员表示，温室屋顶上的半透明电池在反射红外光时起到绝缘体的作用，有助于保持温室冬暖夏凉。

最近，剑桥大学的研究人员、加拿大谢布鲁克大学的科学家和澳大利亚初创公司ClearVue开发了太阳能温室。