探索未来能源的无限可能—有机光伏（OPV）篇 063

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探索未来能源的无限可能—有机光伏（OPV）篇

063 农业光伏新范式：半透明OPV温室，发电种植两不误 2025-11-15

半透明有机光伏（OPV）温室将太阳能发电与农业生产创新结合，是农业光伏领域一个非常前沿的发展方向。它通过在温室表面使用能透过特定光波的半透明太阳能电池，在保证作物生长所需光照的同时发电，实现 “发电种植两不误” 。

下面这个表格梳理了这项技术的核心优势与挑战，可以帮助你快速建立整体认知:

核心维度 优势 挑战与考量
能源生产 实现能源自给，为温室的供暖、通风、灌溉等系统供电。 转换效率和稳定性仍需提升（尽管已有研究取得进展）。
作物生产 促进生长：通过过滤紫外线、调节光照与温度，可提升作物产量。 光照管理是关键：需确保透过的光谱和光强满足不同作物的需求。
资源利用 节约水资源：遮荫效果可减少土壤水分蒸发，降低灌溉需求。 初始投资成本较高，需结合长期节能效益综合评估经济性。
土地利用 土地双重利用，解决了传统太阳能电站与农业争地的矛盾。 技术成熟度：目前多数处于示范阶段，大规模商业化应用案例尚少。


技术突破：从概念走向应用
半透明OPV温室能从概念走向实践，得益于近年来材料与工程技术的关键突破。

效率与稳定性的提升：这是技术商业化的核心。美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）的团队通过在其中增加一层L-谷胱甘肽，有效减少了材料氧化，将半透明OPV在连续照明1000多小时后的效率保持率提升至84%以上。香港理工大学的研究团队则通过创新的FoMLUE评估参数筛选光活性材料，将半透明OPV的光能利用效率提升至6.05%，并改善了其隔热性能和运行稳定性。

智能光线调控：先进的半透明OPV技术已能实现对太阳光的“精准管理”。例如，一些产品利用纳米技术，将有害的紫外线转化为对植物光合作用有益的红色光谱。有机材料独特的波段结构也使其能够选择性地吸收所需波长的光，让作物生长所需的光线透过，同时将其他部分的光能转化为电能。


应用潜力与地理适应性
半透明OPV温室的应用并非“一刀切”，其效益与当地环境紧密相关。

地理适应性分析：香港理工大学的研究模型对中国371个城市进行了分析，发现夏季炎热、冬季温暖的地区（如中国南方多地）安装半透明OPV玻璃窗户，年总节能量最高可达1.43吉焦每平方米。这为项目选址提供了科学依据。

多样的应用场景：除了传统的蔬菜、水果温室，这项技术在高附加值作物种植（如中药材、花卉）和垂直农业中都有巨大潜力，为现代农业的多元发展提供了新的技术路径。


总结与展望

总的来说，半透明OPV温室为我们描绘了一个集约、高效、可持续的农业未来图景。尽管在成本、技术稳定性和大面积应用方面仍需持续探索，但它无疑是解决土地资源紧张、推动农业低碳转型的一个非常有希望的方向。