一屋兩用，半透明有機太陽能讓溫室種田兼顧種電

作者 Daisy Chuang | 發布日期 2020 年 02 月 11 日

首圖來源：北卡羅來納大學

近年政府推動「農光互補」之餘，為避免發生良田假種地、實為賺電力的亂象，主要放行不利農業經營區種電，光電畜禽舍與溫室也必須遵守農地農用規範，農作生產量得達近三年均生產 7 成，而在上述條件下，未來的半透明的有機太陽能或許能助溫室光電一臂之力。

溫室的建材主要是玻璃或塑膠，接受太陽電磁輻射而加熱，使溫室內的植物、泥土、空氣變暖，種植作物較不受氣候與季節影響，流行於亞熱帶和溫帶國家，另外在乾燥地區也有防止水分過度蒸發等效果。

但既然要種植作物，一定要有充裕的陽光供植物生長，在溫室屋頂上裝設一般太陽能板可說是萬萬不可，對此美國北卡羅來納大學對有機太陽能技術寄予厚望。

有機太陽能顧名思義，就是用有機聚合物或是染料製作而成的太陽能板，有別於市面上常見的湛藍色矽晶太陽能板，有機太陽能可以製作成半透明、甚是是透明的模組，製造成本也低，雖然還沒有達到大規模商業化，但不少廠商看好其利基市場，正努力研發中。

除此之外，科學家也可以透過調配成分，使有機太陽能板吸收不同的波長，剩下的光線則放行讓植物行光合作用，如此一來屋頂太陽能板也不會阻礙植物生長，避免最後種植出營養不量的農作物。

這個發想跟植物生長燈類似，論文共同作者 Brendan O’Connor 表示，植物僅會吸收特定波長的光，因此團隊想打造出既不影響植物光合作用、又可以產生大量電力的有機太陽能溫室，為了實現理想，首先得知道波長選擇型有機太陽能發電量如何，是否能讓整棟溫室電力 100% 來自太陽能。

溫室中冷卻或加熱的用電量最高，團隊用三種不同的氣候區域模型展開研究，設想在亞利桑那州（美西南部）、北卡羅來納州（美東）、威斯康辛州（美中北部）種植溫室番茄，並加以計算所需的電力與適合溫度，其中若在日照豐沛的亞利桑那州建設有機太陽能溫室種植番茄，不僅可以實現能源中和（energy neutral），也只會阻擋植物所需 10% 的光。

不過有機太陽能溫室在寒冷或是日照較少的地方就沒有太多優勢了，如果要在北卡州用有機太陽能滿足整棟溫室的用電需求，得減少 20% 光合作用所需的光 ，更不用說緯度更高的威州，需要更多的電力來維持室內溫度，但有機太陽能屋頂仍能達成 50% 溫室供電，在該研究中，顯然有機太陽能更適合陽光充裕的地點。

早前也有需多科學家投入太陽能溫室研究，像是 2012 年西班牙 ULMA Agrícola 和 Tecnalia 研究中心就用光學透鏡打造出轉換效率達 15% 太陽能板，其製成的光電溫室既不影響植物生長，夏天時還可以製冷。

2017 年加州大學聖克魯茲分校也有推出波長選擇型太陽能板，只吸收綠光與藍光，外觀鮮紅色相當時尚，且測試多種植物後，發現 80% 的植物依然健康生長，實際上 20% 的植物比陽光直射下更加健康。

文章來源:https://technews.tw/2020/02/11/organic-solar-cells-greenhouse/