對(duì)于溫室種植植物，在溫室屋頂上安裝半透明有機(jī)太陽能電池，考慮到發(fā)電量、作物產(chǎn)量和溫室熱管理之間的權(quán)衡，需要采取一種整體評(píng)估的方法。

這是美國(guó)北卡羅來納州立大學(xué)的科學(xué)家們?cè)凇都?xì)胞報(bào)告物理科學(xué)》上發(fā)表的"有機(jī)太陽能溫室中平衡作物生產(chǎn)和能源采集"研究的主要結(jié)論。

在論文中，學(xué)者們提出使用半透明的有機(jī)太陽能電池，主要吸收植物不依賴的光的波長(zhǎng)。此外，這些裝置可以幫助管理從紫外線（UV）到紅外線（IR）的光透射，這對(duì)溫室的熱負(fù)荷有很大影響。

科學(xué)家們分析了紅葉萵苣(Lactucasativa)在一個(gè)裝有有機(jī)太陽能電池的溫室中的生長(zhǎng)情況，這些太陽能電池上涂有可以管理近紅外(NIR)和長(zhǎng)波長(zhǎng)(LW)紅外的過濾器。濾光片由FTAZ:IT-M、FTAZ:PC71BM和PTB7-TH:IEICO-4F等混合薄膜與共軛基聚噻吩聚合物PEDOT:PSS制成的濾光片組合而成。

"研究是在一個(gè)受控環(huán)境的生長(zhǎng)室中進(jìn)行的，可以比較植物在相似的光照、溫度、濕度、CO2濃度以及水和養(yǎng)分供應(yīng)下的生長(zhǎng)發(fā)育情況。"美國(guó)小組解釋說。

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對(duì)照組的生菜暴露在全光譜的白光下，而其他生菜則被分成三個(gè)實(shí)驗(yàn)組，通過不同類型的濾光片暴露在光下。入射在濾光片上的光的總量是相同的，但對(duì)于每個(gè)實(shí)驗(yàn)組來說，這些光的顏色組成是不同的，具體來說，我們操縱了三種濾光片中藍(lán)光與紅光的比例，看看它是如何影響植物生長(zhǎng)的。"研究合著者HaraldAde說。

實(shí)驗(yàn)表明，在太陽能電池下，生菜的生長(zhǎng)有增無減，因?yàn)椴煌耐干涔庾V對(duì)植物的鮮重沒有影響。此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，到達(dá)植物的光照強(qiáng)度降低了單位面積的光合作用速率，但同時(shí)也增加了葉面積（LA）和葉數(shù)，從而將對(duì)作物產(chǎn)量的影響降至最低。這些結(jié)果證明了在半透明有機(jī)太陽能電池（OSC）下成功種植某些作物的可能性，并強(qiáng)調(diào)需要對(duì)作物生產(chǎn)進(jìn)行全面的表征，以評(píng)估作物生產(chǎn)力。

他們的分析還表明，有機(jī)太陽能電池有助于減少溫室內(nèi)的過熱。"我們的研究表明，對(duì)于加州薩克拉門托的一個(gè)溫室來說，溫室過熱的小時(shí)數(shù)可以從280小時(shí)減少到82小時(shí)，最后，使用有機(jī)太陽能電池電極，也可以作為低發(fā)射率涂層，被證明可以顯著降低溫室的加熱負(fù)荷。"

在2月份發(fā)表的一項(xiàng)研究中，同一個(gè)研究小組表示，使用半透明的有機(jī)太陽能電池可以在溫暖和溫和的氣候條件下為溫室結(jié)構(gòu)供電，從而減少溫室的碳足跡。北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員表示，溫室屋頂上的半透明電池在反射紅外光時(shí)起到絕緣體的作用，有助于保持溫室冬暖夏涼。

最近，劍橋大學(xué)的研究人員、加拿大謝布魯克大學(xué)的科學(xué)家和澳大利亞初創(chuàng)公司ClearVue開發(fā)了太陽能溫室。

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