一項(xiàng)發(fā)表在《Device》雜志上的研究顯示，德國(guó)波茨坦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)成功利用模擬月球塵埃制造出了太陽(yáng)能電池，這一成果為太空探索中可靠能源供應(yīng)的難題提供了一種潛在的解決方案。

據(jù)了解，目前用于太空的太陽(yáng)能電池雖然效率高達(dá) 30% 至 40%，但其成本高昂且相對(duì)較重，因?yàn)樗鼈兪褂貌ＡЩ蚝癫鳛楦采w材料。將這些電池從地球運(yùn)往太空，不僅運(yùn)輸成本巨大，還會(huì)增加航天器的發(fā)射重量。對(duì)此，研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人費(fèi)利克斯?朗表示：“將這些電池運(yùn)往太空是很難讓人接受的。”

為了解決這一問(wèn)題，朗的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始研究利用月球上現(xiàn)有的材料。他們計(jì)劃用月球塵埃制成的玻璃（即月球玻璃）來(lái)替代地球制造的玻璃。這一改變有望使航天器的發(fā)射質(zhì)量減少 99.4%，運(yùn)輸成本降低 99%，從而使長(zhǎng)期月球基地的建設(shè)更加可行。

為了驗(yàn)證這一想法，研究人員將一種模擬月球塵埃的物質(zhì)熔化成月球玻璃，并用它來(lái)制造新型太陽(yáng)能電池。他們將月球玻璃與鈣鈦礦（一種成本更低、制造更簡(jiǎn)單且能高效將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的晶體類(lèi)別）結(jié)合，制造出了這種新型太陽(yáng)能電池。對(duì)于發(fā)送到太空的每克材料，新面板產(chǎn)生的能量是傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池板的 100 倍。

朗指出：“如果你能將重量減少 99%，就不需要超高效的 30% 太陽(yáng)能電池了，你可以在月球上制造更多的電池。此外，我們的電池對(duì)輻射更穩(wěn)定，而其他電池會(huì)隨著時(shí)間的推移而退化。”

當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)用太空級(jí)別的輻射照射太陽(yáng)能電池時(shí)，月球玻璃版本的電池表現(xiàn)優(yōu)于地球制造的電池。普通玻璃在太空中會(huì)逐漸變黃，阻擋陽(yáng)光并降低效率。而月球玻璃由于月球塵埃中的雜質(zhì)具有天然的棕色，這使得玻璃穩(wěn)定，防止其進(jìn)一步變暗，并使電池更耐輻射。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，制造月球玻璃的過(guò)程出人意料地簡(jiǎn)單。不需要復(fù)雜的純化過(guò)程，僅依靠集中陽(yáng)光就能提供將月球塵埃熔化成玻璃所需的極端溫度。通過(guò)調(diào)整月球玻璃的厚度和太陽(yáng)能電池的成分，團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了 10% 的效率。他們相信，如果使用更透明的月球玻璃以讓更多的光線進(jìn)入，效率有望達(dá)到 23%。

然而，月球環(huán)境也帶來(lái)了地球上不存在的挑戰(zhàn)。低重力可能會(huì)改變?cè)虑虿ＡУ男纬煞绞健Ｄ壳坝糜谔幚礅}鈦礦的溶劑在月球的真空環(huán)境中無(wú)法使用，極端的溫度變化也可能威脅到材料的穩(wěn)定性。為了驗(yàn)證月球塵埃太陽(yáng)能電池的可行性，研究團(tuán)隊(duì)希望將一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)送往月球，在真實(shí)的月球條件下進(jìn)行測(cè)試。

朗表示：“從提取水作為燃料到用月球磚建造房屋，科學(xué)家們一直在尋找利用月球塵埃的方法。現(xiàn)在，我們又可以將其轉(zhuǎn)化為太陽(yáng)能電池，這或許能夠?yàn)槲磥?lái)月球城市提供所需的能源。”