編譯／高晟鈞 隨著全球各國尋求可持續能源，以及美國致力於在2050年前成為淨零排放經濟體；全球的太陽能電池板的 …

編譯／高晟鈞

隨著全球各國尋求可持續能源，以及美國致力於在2050年前成為淨零排放經濟體；全球的太陽能電池板的需求量急遽上升。

然而，太陽能板會占用大量的空間並且難以擴展。在農業光伏領域中，如何在有限的空間中，保持太陽能發電效率並維持農作物種植品質，是科學家致力解決的。例如：若是用太陽能電池板取代溫室中的玻璃，該如何在從陽光中轉換能量的同時，又不會阻擋植物需要的光線呢？

UCLA工程學院的Yang Yang博士和它的團隊，針對上文問題設計了一種裝置。該裝置包含了一種半透明有機太陽能電池，這種電池仰賴碳基材料，而非傳統的無機物質。另外，研究團隊加入了一層名為 L-穀胱甘肽的天然化學物質，作為抗氧化劑，延長太陽能電池的壽命，並提高它們的效率。

有機材料因為其光吸收選擇性，而特別適合用於光伏農業。然而，有機太陽能電池退化速度較無機電池快，因為陽光會使有機材料氧化，進而失去電子。現在，通過添加 L-穀胱甘肽，有機電池在連續使用超過1,000小時後仍具有80%以上的效率。

研究人員比較了兩種獨立的溫室系統中，小麥、花椰菜和綠豆的生長狀況。一組裝有透明的玻璃屋頂，撘載無機太陽能電池；另一個則使用半透明的太陽能板製成的屋頂。結果顯示，使用半透明太陽能屋頂的組別，作物生長得情形大幅上升。科學家認為，這是因為 L-穀胱甘肽層阻擋了會抑制植物生長的紫外線，和導致溫室過熱的紅外線。

在這項研究被發表出來後，該團隊在加州大學洛杉磯分校成立了一家初創公司，希望擴大工業用有機太陽能電池的生產規模，並在未來製造出包含有機太陽能電池的環保溫室。

資料來源:SolarDaily

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編譯／Elisa 太陽能是每個人都希望利用的可再生能源之一，但隨著大型太陽能發電廠開發，也會需要大量土地，難以 …

編譯／Elisa

太陽能是每個人都希望利用的可再生能源之一，但隨著大型太陽能發電廠開發，也會需要大量土地，難以滿足養活不斷增長的全球人口需求。因此同時經營農地與太陽能發電的「農業光伏領域」(agrivoltaics)應運而生，近期加州大學還開發使用有機成分製造的太陽能電池，也解決矽等無機太陽能材料不易腐爛的問題。

科學家首先以碳做為電池材料之一，但很快發現這會讓入射陽光引起有機成分氧化，降低電池效率。因此利用另一種天然材料，也就是作為抗氧化膳食補給品的穀胱甘胺酸(L-glutathione)，為有機太陽能電池多一層保護，防止氧化且能讓電池在使用一千小時後也不影響效率。最後研究人員將電池安裝在溫室進行實驗，最後發現和安裝無機太陽能電池的溫室比較起來，有機太陽能電池溫室的作物生長較快，超乎科學家預料。研究員也猜想是穀胱甘胺酸檔下過多會抑制植物生長的紫外線，和會讓溫室升溫，促使植物吸收太多水的紅外線所致。

有機材料用途多，新加坡南洋理工大學就用果皮成功轉化成淨水材料。科學家首先將廢果皮加熱到攝氏850度以上煮好幾小時，再與鉬混合成為具親水性和吸水性的碳化鉬，有效提高光熱轉換效率，迅速蒸發海水。也因為材料是多孔結構，水蒸氣蒸發通過孔洞後上升，就會凝結在蒸餾器蓋子上。

另外新淨水材料使用免費果皮，製造成本只需原來的1/3，也不用像傳統淨水器需要用到煤炭加速淨水過程。研究團隊還發現椰子殼能量轉換效率最好，可達94%，正進一步改良技術並進行商業化。

資料來源：Interesting Engineering 1、2

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