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

據了解，目前用于太空的太陽能電池雖然效率高達 30% 至 40%，但其成本高昂且相對較重，因為它們使用玻璃或厚箔作為覆蓋材料。將這些電池從地球運往太空，不僅運輸成本巨大，還會增加航天器的發(fā)射重量。對此，研究團隊負責人費利克斯?朗表示：“將這些電池運往太空是很難讓人接受的。”

為了解決這一問題，朗的團隊開始研究利用月球上現有的材料。他們計劃用月球塵埃制成的玻璃（即月球玻璃）來替代地球制造的玻璃。這一改變有望使航天器的發(fā)射質量減少 99.4%，運輸成本降低 99%，從而使長期月球基地的建設更加可行。

為了驗證這一想法，研究人員將一種模擬月球塵埃的物質熔化成月球玻璃，并用它來制造新型太陽能電池。他們將月球玻璃與鈣鈦礦（一種成本更低、制造更簡單且能高效將陽光轉化為電能的晶體類別）結合，制造出了這種新型太陽能電池。對于發(fā)送到太空的每克材料，新面板產生的能量是傳統(tǒng)太陽能電池板的 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，我們的電池對輻射更穩(wěn)定，而其他電池會隨著時間的推移而退化。”

當研究團隊用太空級別的輻射照射太陽能電池時，月球玻璃版本的電池表現優(yōu)于地球制造的電池。普通玻璃在太空中會逐漸變黃，阻擋陽光并降低效率。而月球玻璃由于月球塵埃中的雜質具有天然的棕色，這使得玻璃穩(wěn)定，防止其進一步變暗，并使電池更耐輻射。

研究團隊發(fā)現，制造月球玻璃的過程出人意料地簡單。不需要復雜的純化過程，僅依靠集中陽光就能提供將月球塵埃熔化成玻璃所需的極端溫度。通過調整月球玻璃的厚度和太陽能電池的成分，團隊成功實現了 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入，效率有望達到 23%。

然而，月球環(huán)境也帶來了地球上不存在的挑戰(zhàn)。低重力可能會改變月球玻璃的形成方式。目前用于處理鈣鈦礦的溶劑在月球的真空環(huán)境中無法使用，極端的溫度變化也可能威脅到材料的穩(wěn)定性。為了驗證月球塵埃太陽能電池的可行性，研究團隊希望將一個小型實驗送往月球，在真實的月球條件下進行測試。

朗表示：“從提取水作為燃料到用月球磚建造房屋，科學家們一直在尋找利用月球塵埃的方法。現在，我們又可以將其轉化為太陽能電池，這或許能夠為未來月球城市提供所需的能源。”