半透明洋红色太阳能电池板在农光互补试验中维持西兰花产量

仅将美国 1% 的农田用于农光互补（即太阳能电池板与农作物共存的实践），就可能覆盖全美高达 20% 的电力需求。发表在 Cell Reports Physical Science 上的一项新研究表明，通过使用过滤阳光以利于植物生长的半透明光伏电池，这一目标可能是可以实现的。

光谱选择性太阳能技术

传统的光伏电池板是不透明的，往往会遮挡植物进行光合作用所需的特定波长光。为了解决这个问题，工程师们正在开发半透明电池板，这些电池板可以分割太阳光谱，类似于为广播和电视分配不同的频率带。

最新的实验采用了碲化镉 (CdTe) 薄膜电池板。这些电池板旨在让大部分红光和一些蓝光波长通过——在农作物上投射出洋红色的光——同时捕捉其余光谱以产生电力。

这张图片展示了使用半透明电池板支持植物生长的农光互补概念。

对作物生长和生物量的影响

在研究中，在这些洋红色遮阳板下种植的西兰花生长速度比未遮光植物慢，需要额外增加 25 天才能成熟。然而，最终的收获产量与在全日照下生长的产量大致相同。

这些电池板还通过降低“水汽压亏缺”（一个衡量植物必须停止光合作用以防止水分流失的指标）改善了微气候。这种环境转变使遮阴植物将阳光转化为生物量的效率比未遮光植物提高了 2.8 到 4.5 倍。

营养分布与局限性

研究观察到，钙、镁和磷等常量营养素仍高于或与未遮光植物相似。相比之下，包括铁、铜和锌在内的某些微量营养素在遮阴作物中略低。

由于这是一项初步研究，研究人员指出，需要在更大的地块、多个生长季节和不同的地理位置进行进一步测试，以在商业规模上确认这些结果。