将“月光玻璃”与来自地球的两磅钙钛矿结合起来，就能产生 4,300 平方英尺的太阳能电池板。
美国宇航局在月球上建立人类永久存在的计划将需要更好地利用月球资源。现在，一种新方法展示了如何用月球尘埃制造太阳能电池。
本十年晚些时候，美国航天局的阿耳忒弥斯三号任务计划将宇航员送回月球，这是半个多世纪以来的首次。 阿耳忒弥斯计划的长期目标是在我们最近的天体邻居上建立永久的人类存在。
但建造和供应这样一个基地意味着需要花费巨大的成本将大量物质发射到轨道上。这就是为什么美国宇航局和其他有兴趣在月球上建立存在的航天机构正在探索“原位资源利用”，即利用已有的资源。
月球尘埃或风化层被广泛吹捧为潜在的建筑材料，而月球阴暗陨石坑中的冰可以用来获取饮用水或分解成氧气和氢气，可用于栖息地的空气或用作火箭燃料。
现在，德国波茨坦大学的研究人员找到了一种方法，可以将模拟版本的月球风化层转化为太阳能电池玻璃——这是为月球基地供电的最明显的方法。他们表示，这可以大大减少为建立永久定居点而必须运送到月球的材料数量。
首席研究员菲利克斯·朗在一份新闻稿中表示：“从提取水作为燃料到用月球砖建造房屋，科学家们一直在寻找利用月球尘埃的方法。” “现在，我们也可以把它变成太阳能电池，可能提供未来月球城市所需的能源。”
为了测试他们的方法，研究人员使用了一种人工矿物质混合物，旨在复制月球高地的土壤。至关重要的是，他们的方法不需要任何复杂的采矿或净化设备。只需将风化层熔化，然后逐渐冷却即可形成研究人员所说的“月玻璃”片。
在《Device》杂志上报道的实验中，研究人员使用电炉将灰尘加热到大约 2,800 华氏度。他们说，通过使用镜子或透镜聚集阳光，可以在月球上实现这种温度。
然后，他们在月光玻璃上沉积了一层超薄的卤化物钙钛矿材料，这种材料已成为太阳能电池中硅的廉价而强大的替代品。这种材料必须从地球运来，但研究人员估计，两磅多一点的材料就足以制造 4,300 平方英尺的太阳能电池板。
该团队测试了多种太阳能电池设计，实现了 9.4% 至 12.1% 的效率。研究人员承认，这明显低于最先进的太空太阳能电池所能达到的 30% 到 40%。但较低的效率将被通过现场制造太阳能电池的最大部件而节省的大量发射成本所抵消。
“如果重量减轻 99%，则不需要 30% 的超高效太阳能电池，只需在月球上制造更多太阳能电池即可，”Lang 说道。
研究人员制造的月镜还具有天然的棕色色调，有助于保护其免受辐射，这是月球表面的一个主要问题。他们还指出，卤化物钙钛矿可以容忍相对较高水平的杂质和缺陷，这使得它们非常适合月球上可能存在的不太完美的制造装置。
研究人员承认，月球的低重力和剧烈的温度波动可能会对它们的制造过程和太阳能电池的稳定性造成严重破坏。这就是为什么他们希望向月球发送一个小规模实验，以在真实条件下测试这个想法。
虽然这种方法可能还处于早期阶段，无法影响美国宇航局即将到来的月球任务，但当我们扩大我们在地球轨道之外的存在时，它可能会被证明是一个有价值的工具。