紫色太陽能板下，青花菜晚收 25 天：瑞典試驗怎麼回答「種菜還是種電」？

2026 年 10 月 2 日，瑞典梅拉達倫大學團隊在《Cell Reports Physical Science》發表一項農電共生田間試驗：青花菜種在紫紅色半透明太陽能板下，成熟時間雖延後 25 天，最終花球重量卻與露天栽培相近，土地同時還能發電。這項研究真正打開的，不只是農地能否架設太陽能板，而是更有意思的一道設計題——同一束陽光，能不能分配給作物與電力，各自發揮最大價值？

農田上方，出現一片紫紅色的天空

研究團隊在瑞典韋斯特羅斯搭起兩座約 20 平方公尺、高 1.5 公尺的棚架，屋頂鋪設半透明碲化鎘（CdTe）薄膜太陽能板。遠看不像常見的黑色光電板，反而像替農田罩上一層洋紅濾鏡。

顏色不是裝飾。傳統光電板傾向盡可能吸收陽光；農電共生卻多了一位必須分享光線的夥伴。植物的葉綠素主要吸收藍光與紅光，綠光雖然較常被反射，仍會穿入較深的葉層並參與生理反應。因此，真正的問題並非「哪一種光完全沒用」，而是哪些波段應留給植物、哪些可以交給太陽能電池。

這批紫紅色面板正是在嘗試分光：部分光線用來發電，部分穿過面板照到青花菜。標稱透光率 50% 與 70% 的兩種模組，在作物可利用的光合有效輻射範圍內，實際平均穿透率約為 13.2% 與 19.2%。對青花菜來說，這仍是一個明顯偏暗的世界。

研究以露天栽培、傳統不透光光電與選擇性透光光電示意不同光線分配方式，並展示紫紅色半透明 CdTe 模組及其光譜穿透特性。圖片來源：Ma Lu et al., 2026，CC BY 4.0。

青花菜慢了 25 天，卻沒有停止長大

露天組在移植後第 79 天成熟；面板下的青花菜直到第 104 天才採收。少了陽光，作物沒有創造違反生理規律的奇蹟，而是換了一種生長節奏：成熟較慢、地上部總生物量較少，卻長出更多葉片，並提高每單位光線轉換成生物量的效率。

研究計算的輻射利用效率，在兩種遮光條件下分別是露天組的 2.8 倍與 4.5 倍。這個數字不代表產量增加 4.5 倍，而是植物面對稀少光源時，展現出更高的「用光效率」。到了各自成熟的時間，露天組平均花球鮮重約 188 公克，兩個光電組約為 169 與 174 公克，統計上沒有顯著差異。

換句話說，青花菜付出的代價是等待。對農民而言，延後 25 天牽涉產季安排、病蟲害風險與現金周轉，不能被一句「重量沒變」帶過；但對農電系統設計者而言，這也透露一個重要訊息：遮光不一定直接等於失去收成，作物品種、光譜、微氣候與採收時間可以一起重新設計。

瑞典田間試驗設置兩座紫紅色半透明 CdTe 光電棚，並以相鄰露天田區作為對照；感測器同步記錄溫度、濕度、日照與土壤狀態。圖片來源：Ma Lu et al., 2026，CC BY 4.0。

面板也改變了作物身邊的小氣候

太陽能板不只是減少光線，也像屋頂一樣改變風、雨、溫度與蒸散。研究期間，面板下白天的高溫與乾燥壓力較低，土壤水分也呈現不同變化。這正是農電共生最容易被忽略的一面：植物感受到的不是單一的「遮陰」，而是一整套新的微氣候。

營養成分也必須放在成熟度裡理解。第 79 天比較時，尚未成熟的光電組青花菜，鈣、鎂、鉀濃度一度高於已成熟的露天組；但等到第 104 天真正成熟，三種巨量元素已大致相當，鐵、鋅、錳及水溶性碳水化合物反而較低。食物營養不是只由面板顏色決定，生長階段與稀釋效應同樣重要。

不同光照條件下的青花菜在第 79 天與第 104 天呈現不同成熟程度；照片並列露天對照與兩種 CdTe 面板下的花球外觀。圖片來源：Ma Lu et al., 2026，CC BY 4.0。

1.18 的意義：一塊地做兩件事

研究團隊進一步估算土地當量比（Land Equivalent Ratio, LER）為 1.18。它的意思是：在模型假設下，同一塊土地同時種菜與發電，合計產出相當於分開使用 1.18 塊土地。這是一個土地利用指標，不等於收益增加 18%，也還不是商業可行性的保證。

因為試驗只在單一地點進行一季，每種處理只有一個田區，樣本數與氣候範圍都有限；1.18 也來自一公頃配置、面板數量及土地損失比例等假設。它比較像一張值得繼續驗證的路線圖：農業與光電不必永遠爭奪同一塊土地，但要讓兩者真正共存，工程數據必須與完整作期一起計算。

這場 CdTe 試驗，為何值得鈣鈦礦產業注意？

這篇研究使用的是 CdTe，不是鈣鈦礦太陽能電池。然而，它把半透明光電最關鍵的競爭方向說得很清楚：未來比的不只是「透多少光」，而是「讓什麼光通過」。

鈣鈦礦材料可藉由組成與能隙調控吸收範圍，也具備製作半透明、彩色與輕量化元件的潛力。若能把模組光譜與不同作物的光需求對接，溫室屋頂就不只是發電設備，而可能成為調節光環境的主動介面。瑞典團隊的價值，正是把這個概念從實驗室的穿透率曲線，帶進一整季的田間生長。

對台灣而言，下一步不能只問元件效率多高，也要把每日光積量、成熟天數、可售產量、營養、用水、季節差異與發電量放進同一份成績單。高溫、多雨、颱風與不同作物，會給出與瑞典完全不同的答案。真正具有產業價值的半透明鈣鈦礦，也必須在這些真實條件下證明耐久性與安全性。

一束陽光落到農田時，不必只有「種菜」或「發電」兩個互斥選項。這片紫紅色屋頂提醒我們：農電共生的下一場競賽，是為每一道波長找到最合適的去處。而可調光譜的鈣鈦礦，正有機會成為這場分光設計的重要主角。

延伸閱讀：光譜不是附加題，而是農電設計的核心

TPRIA 已在〈極端氣候下的農業大腦：把陽光還給植物，把能源交給蓋亞〉討論鈣鈦礦的可透光與可調光譜；這正是把作物生長、環境感測與能源管理放進同一套農電系統的起點。

延伸也可閱讀台鈣科的 GigaGreen 鈣鈦礦農漁電共生整合解決方案。從材料、模組到農業場域與能源應用，光譜設計必須走到系統端，才能成為可部署的解決方案。

本週能源展見

2026 ENERGY TAIWAN 將於 10 月 14 日至 16 日在南港展覽館一館舉行。歡迎到 J0717，從半透明鈣鈦礦、農電共生到整合型能源應用，近距離認識讓一束光發揮更多用途的可能。

10/14–16 到能源展認識半透明鈣鈦礦

參考資料

1. Ma Lu, S. et al. (2026). Evaluating land productivity with semi-transparent colored CdTe thin-film PV and broccoli cultivation in agrivoltaic systems. Cell Reports Physical Science. https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2026.103555

2. Cell Press / EurekAlert. Semi-transparent solar panels allow crops to grow while producing electricity. https://www.eurekalert.org/news-releases/1145257

3. 台灣科技媒體中心。紫色半透明太陽能板下種植青花菜研究之專家意見。https://smctw.tw/20252/

4. Nano-Micro Letters. Semitransparent Perovskite Solar Cells: Strategies, Prospects, and Challenges. https://doi.org/10.1007/s40820-026-02147-2