農業光伏（APV）的（de）發展受（shòu）到多方麵驅動，包括（kuò）能源轉型需求、土地利用效率（lǜ）提升、作物產量增加、經濟效益提高及氣候適應能力增強。隨著全球（qiú）向脫碳電網轉型，如美（měi）國預計到2050年將大規模（mó）安裝陸基光伏（fú），土地資源的稀缺（quē）促使研究者探索高效土地（dì）利用方法，APV係統因此成為（wéi）重要研究方向。APV不僅通過太陽能利用實現土地生產，還支持農業活動，農民（mín）可通過共享土地獲得額外收入，同時維持農業主要功能。APV係（xì）統的成功整合需考慮氣候、配置、作物、兼容性和協作等關鍵（jiàn）因素（sù），這些因素構（gòu）成了APV發展的基本框架。

此外，APV係統通（tōng）過太陽能組（zǔ）件遮（zhē）陽降低蒸發率，保持土壤水分，提高水資源利用效（xiào）率，尤其在幹旱地區效果顯著。同時，太陽能組件的集成創造保護性小氣候，減輕作物受極端天氣影響。然而，光伏組件的定位和布置對底層（céng）作物光照有顯著影響，傳統不透明晶矽光伏組件可能改變微氣候。為此，透光光（guāng）伏組件（STPV）技術成（chéng）為潛在解決方案，通過可調透光度等技術提供最佳植物生長條件（jiàn）。隨著研究深入，STPV技術有望在全球（qiú）不同作物（wù）類型和氣候條件下成為最佳（jiā）實（shí）踐，具有非常（cháng）巨大的市場應用前景。

科學家來自科羅（luó）拉多州立大學對位（wèi）於具有不同透光度的光伏組件下方的蔬菜作物生長進行了實地（dì）研究（jiū）。蔬菜生長在薄膜下，透光碲化鎘組件(St-CdTe)的透光度為40%，雙麵單晶矽組（zǔ）件（jiàn）(BF-Si)的透明度為5%，不透（tòu）明多晶矽組件(O-Si)的透明度為0%。“

透光（guāng）光伏組件(STPV)技術已經成為一種（zhǒng）潛在（zài）的（de）解決方案，可以減輕種植係統中濃蔭的負麵影響，同時保持高模塊密度，”學者們說。“據我們所知，這是第一個在灌溉菜地環境中評估組件透明度類型的重複研究實驗。”

該實驗在2020年（nián）和（hé）2021年兩個生長季進行。研究地點位於美國科羅拉多州柯林斯堡的一個指定研究領域。總的來（lái）說，測試了六（liù）種蔬菜的生長:墨西哥胡椒、甜椒、萵苣、西葫蘆、塔斯馬尼亞巧克力番茄和（hé）紅色賽車番茄。“

整個場地有三排種植——北、中、南，”該小組（zǔ）解（jiě）釋說（shuō）。“萵苣、辣（là）椒和番茄分兩排（pái）種植在0.9米（mǐ）高的（de）畦中（zhōng），在北排和南排用黑色塑料（liào）薄膜覆蓋。兩年都隻在中間一行種植南瓜，中間間隔1.2米。”

至於光伏組件（jiàn），科學家們每種都用了三個。它們安裝在朝南35度的固定位（wèi）置，模塊底邊離地1220毫米，背麵高度2360毫米。透光碲化鎘組件的額定輸出功率為57瓦，雙麵單晶矽組件為360瓦，多晶矽組（zǔ）件（jiàn）為（wéi）325瓦。

“包括光伏陣列和（hé）對照地塊在內（nèi）的12個作物支線地塊中的每一（yī）個都跨越了4.3米的寬度，相鄰（lín）支線（xiàn）地塊之間的（de）間距為4.3米，”研究人員說。“由於單（dān）極安裝配（pèi）置，組（zǔ）件（jiàn）投射的陰影整天都在移動。這樣，作物在一天（tiān）的早些時候和晚些（xiē）時候都可以直接接受陽光，在一天的（de）高峰時（shí）段和模塊下方可以獲（huò）得最大的遮蔭。”

根據結果，所有三種組件類型下（xià）的西葫蘆顯示出明顯低（dī）於對照地塊的產量，無論組（zǔ）件透明度（dù）類型如何。而在對照地塊中，在全（quán）日照條件下，南瓜每株產量為5.1千克，在（zài）雙（shuāng）麵單（dān）晶（jīng）矽組件方（fāng）案中為（wéi）3.2千克，在多晶矽組件方案中（zhōng）為3.2千克，在透光碲化鎘組件方案中為4.1千克。

其他蔬菜在40%透光率碲化鎘組件處理下具有與對照相等（děng）或（huò）更高的平均產量。墨西哥（gē）胡椒在全日照下每株產（chǎn）量為155克，在雙（shuāng）麵單晶矽（guī）組件下為161克，在多晶矽組件下（xià）為155克，在（zài）透光碲化鎘組件（jiàn）下為162克；而甜椒（jiāo）在全日照下每（měi）株（zhū）產量為295克，在雙麵單晶矽組件下為294克，在多晶矽組件下為278克，在透光碲化鎘組件下（xià）為346克。

在全日照條件下，生菜每頭重量（liàng）為105克（kè），雙麵單晶矽組件（jiàn）條件（jiàn）下為126克，多晶矽組件條件下為111克，透光碲化鎘組件條件下（xià）為129克。塔斯馬尼（ní）亞巧克力番茄在全日照（zhào）下平均每株926克，在雙麵單晶矽組件下1060克，在多（duō）晶矽組件1069克，在（zài）透光碲化鎘（gé）組件下1278克。最後，紅色賽車番（fān）茄（qié）在全日照下每株含867克，在雙麵單晶矽（guī）組件下每株含733克，在多晶矽組件下每株含903克，在透光碲（dì）化鎘組件下每株含（hán）962克。

研究人員總結道:“使用透光碲化鎘光伏組件優化農業（yè）光伏陣列，可以增加農業產量，同時保持傳（chuán）統農業（yè）光伏係統中對通電（diàn）樹冠（guàn）的（de）額外保（bǎo）護。”“需（xū）要進行（háng）更（gèng）多的研究，以更好地了解與蔬菜作物生產相比增加組件透光度之間的經濟（jì）權衡，同時（shí）考慮組件（jiàn）雙（shuāng）麵性增加的能源產量。進一步的研究應探索模擬，不同光伏組件（jiàn）透光率和配置對半幹旱氣候下作物產量、土壤水分和蒸散率的影響。”