月尘转化为太阳能电池或能为太空探索提供动力

研究人员已成功用模拟月球尘埃制造出可提供动力的太阳能电池。他们在 Cell Press 期刊 Device 上报道，他们开发的这种电池应能高效地将阳光转化为能量，并能抵抗辐射损伤。

该技术一举两得：它可以在不涉及重型载荷的情况下产生电力。利用现有技术建造太阳能发电厂可能需要多次昂贵的旅行才能将重型组件运往卫星。

“目前在太空中使用的太阳能电池非常出色，效率可达 30% 甚至 40%，但这种效率是有代价的，”来自德国波茨坦大学的研究员、该研究的作者之一 Felix Lang 在一份新闻稿中说。“它们非常昂贵，而且相对较重，因为它们使用玻璃或厚箔作为覆盖层。将所有这些电池运往太空很难说得过去。”

将月尘转化为能源

Lang 的团队开发了一种技术，可以将月球松散地表碎片（称为“月壤”）制成太阳能电池的玻璃。由于太阳能电池的玻璃是其中最重、体积最大的组件，因此在月球表面制造这种材料可以将航天器的发射质量减少 99.4%，将运输成本削减 99%，并为月球定居铺平道路。

为了验证这一想法，研究人员将模拟的月球尘埃熔化成月球玻璃，然后将其与一种廉价易制的晶体——钙钛矿——结合。这种组合被证明非常高效；该技术可以替代所有需要通过太空运输的材料，而且新生产的电池产生的能量比传统太阳能电池高出 100 倍。

“如果你将重量减少 99%，你就不需要 30% 的超高效率太阳能电池了，你只需在月球上生产更多，”Lang 在新闻稿中说。“此外，我们的电池对辐射的稳定性更高，而其他电池则会随着时间的推移而退化。”

阅读更多：科学家仍在思考这些月球之谜

月球玻璃和太阳能电池板

该团队通过用辐射轰击他们自己研发的版本和传统的太阳能电池板来测试这一设想。月球玻璃版本比地球制造的版本表现更好——这很可能是因为标准玻璃在太空中会缓慢变黄，导致效率下降。月球玻璃本身由于化学杂质已经带有棕色调，因此不会进一步退化。

该团队写道，在太空中制造月球玻璃应该相对容易，因为其成分不需要提纯。仅靠集中的阳光就应能提供足够的热量将月壤转化为玻璃。

科学家们为了在月球而非地球上制造电池，仍需克服一些挑战。他们不清楚该工艺在低重力环境下将如何运作。目前用于处理钙钛矿的溶剂在真空中无效。而且他们不确定月球表面温度的剧烈波动会对材料的稳定性产生何种影响。

为了解决这些问题，该团队计划向月球发射一个小规模实验，在月球而非实验室条件下测试该技术。

阅读更多：月球上的水可能源于早期地球——以及彗星

文章来源

我们的Discovermagazine.com作家在文章中采用同行评审研究和高质量来源，我们的编辑会审阅科学准确性和编辑标准。请查看本文使用的以下来源

• Device. 利用月壤和卤化物钙钛矿的月球光伏发电