加州大学洛杉矶分校的太阳能屋顶为温室收集能量

加州大学洛杉矶分校的研究小组表示，随着人们努力在2050年实现净零排放，对太阳能等可再生能源的需求很大，但太阳能电池板会占用大量空间，而且通常难以扩大规模。

新领域“农业光伏”的重点是同时利用土地进行太阳能发电和农业;用太阳能电池板取代温室里的玻璃，可以为温室里的灯和水控制装置供电，甚至为整个农场供电。

加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院中国的材料科学家杨洋和他的团队现在声称已经开发出一种太阳能装置，可以用于这种应用，从阳光中吸收能量，而不会阻挡植物所需的光。

一项研究发表在自然的可持续性他们强调了一种新的、可行的太阳能电池应用，这种应用不需要占用大片土地。

该团队已经开发了一种增强半透明有机太阳能电池的策略。这些电池依赖于碳基材料，而不是传统设备中的无机物。

根据研究人员的说法，他们加入了一层叫做l -谷胱甘肽的天然化学物质，发现添加的物质延长了太阳能电池的寿命，提高了它们的效率，并且仍然允许足够的阳光照射到一个小玩具屋大小的温室原型中的植物。

“有机材料因其光吸收选择性而特别适用于农业光伏发电，”杨说，他还拥有生物工程的教职，并担任加州大学洛杉矶分校的卡罗尔和劳伦斯·坦纳斯小工程主席。“到目前为止，阻碍它们广泛使用的主要缺点是它们缺乏稳定性。”

有机太阳能电池往往比无机太阳能电池降解得更快，因为阳光会导致有机材料氧化并失去电子。

研究人员发现，额外的l -谷胱甘肽层可以防止太阳能电池中的其他材料氧化，这导致有机电池在连续使用1000小时后仍保持80%以上的效率，而没有添加这一层的效率不到20%。

该团队还在两次单独的演示中跟踪了小麦、绿豆和西兰花等常见作物的生长情况。

一个是透明的玻璃屋顶，上面装有无机太阳能电池，另一个屋顶完全由半透明的有机太阳能电池制成。有有机太阳能屋顶的温室里的作物比普通温室里的作物长得更多。科学家们认为，这是因为l -谷胱甘肽层阻挡了会抑制植物生长的紫外线和会导致温室过热、植物需要更多水分的红外线。

“我们没想到有机太阳能电池的性能会超过传统的玻璃屋顶温室，”该研究的第一作者、加州大学洛杉矶分校博士后学者赵烨平(Yepin Zhao)说。

“但我们重复了多次实验，得到了相同的结果，经过进一步的研究和分析，我们发现植物生长不需要像我们最初想象的那么多的阳光。事实上，过多的阳光暴晒弊大于利，尤其是在加州这样阳光充足的气候条件下。”

该团队现在已经在加州大学洛杉矶分校成立了一家初创公司，旨在扩大有机太阳能电池的工业生产。研究人员表示，他们希望在未来制造出环保的温室，将有机太阳能电池纳入市场。