近年來，光伏農業發展迅速，但與此同時，因相關行業標準不健全、建設標準不統一等問題，其在發展過程中也出現了“與農爭光”、“與農爭地”等現象，引來不少質疑。針對“與農爭光”問題，中國科學技術大學先進技術研究院劉文教授提出一項光伏農業創新解決方案——太陽光譜分離技術。該技術被業界評價為，“真正做到了種植、太陽能光伏發電兩不誤”。近日，《中國能源報》記者專訪了劉文教授，了解了該技術的應用前景。

中國能源報：光譜分離技術的提出是基于怎樣的考慮？

劉文：該技術旨在解決作物的光照需求與光伏發電之間的矛盾。光伏農業主要由光伏企業來推動，前幾年發展迅猛。然而，近兩年很多地方發現光伏農業下種植的農作物長勢不夠理想，農作物生產效益不及預期。導致這一現象的原因就是農作物得不到充足的陽光，光伏發電與農作物生長難免顧此失彼。因此，光伏農業的投資有所減少，這一趨勢也會對光伏扶貧產生不利影響。

就目前情況來看，如果建設光伏農業項目，就需要最大程度利用太陽光，進而保證農民收益。

現代植物學研究表明，植物對太陽能的吸收不到1%，因此光伏農業并不是一個“偽命題”。實際上對大部分植物來說，葉綠素吸收進行光合作用需要的光波長都是相近的，而由于太陽光譜很寬，并不是所有太陽光譜成分都對植物生長有益，我們可以將植物所需特定波長的光分離出來，把太陽光10%左右的光譜選擇出來用于農作物生長，其他多余的光能再用作光伏發電。該技術利用光學干涉的原理進行“按需分配”，基本沒有太陽光能損失，就目前實驗結果來看，植物產量和品質良好，同時光伏發電效率達到9%。

中國能源報：光譜分離技術有哪些創新點？

劉文：這項技術創新性很強，創新點就在于把現代光學的光譜分離技術用于光伏農業。

其實這一創新有一定偶然性，我之前主要從事光纖通信的研究，熟知將多達幾十個特定波長的光集中或者分散到光纖中，并進行傳輸的方法，也就是“波分復用”技術。而植物光合作用所需的光波長也有規律，我認為在物理上分離太陽光光譜用在植物上是可行的，就開始了實驗。這是“波分復用”技術首次運用在光伏農業中。

自2014年起我們也申請了多項專利。2015年項目組獲得了日內瓦發明展金獎。2016年G20杭州峰會期間，美國探索發現頻道Discovery把該項目作為中國創新的一個典型向全球做介紹，也被收錄到《智慧中國》紀錄片中。

中國能源報：相較于目前使用的光伏發電系統，新技術有哪些優勢？

劉文：這套光伏農業系統的核心技術是聚合物多層干涉濾光膜，采用低成本的塑料聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）等高分子材料，利用多層共擠技術，在系統中晶硅電池片用量只有過去傳統平板太陽能系統的1/10，而玻璃板及塑料膜的單位面積成本都比晶硅板低1-2個數量級。

過去光伏農業方案可以總結為幾何分光和強度分光。采用幾何分光的光伏農業大棚或者野外農田，就是晶硅電池板在農田面積上有一定占空比，但問題是這樣安排的電池板下部光照不均勻，部分農作物實際光照時間往往縮短很多，導致農作物產量受到影響。第二種方案采用薄膜太陽能電池片，如常見的非晶硅電池片看起來是半透光的，也就是光電轉換只吸收了一部分陽光。但大多數薄膜太陽能電池片都不具有按照植物光合作用設計的能帶結構，也就是說透過的剩余陽光從光譜結構上講，并不能恰當地滿足植物生長的需要。