過去認為在月球上建設(shè)基地，需依賴太空船運送笨重的太陽能電池，或利用其它方法發(fā)電，以提供穩(wěn)定電力。德國科學(xué)家逆向思考，決定使用月球上現(xiàn)有材料作成太陽能電池玻璃，以降低運輸成本并實現(xiàn)月球發(fā)電目標(biāo)。

　隨著馬斯克的火箭和其它公司在航天領(lǐng)域上的發(fā)展，月球和火星目前被認為是未來太空探索和旅行的首選地。因此，在這兩個地方建立起一個安全且可持續(xù)的太空基地，就成了各國航天技術(shù)重要課題。

　目前，建設(shè)太空基地需要解決能源生產(chǎn)問題，輕量化、可靠性和成本效益是關(guān)鍵考量。迄今為止，大多數(shù)行星任務(wù)都依賴太陽能電池作為主要電力系統(tǒng)，與其能量轉(zhuǎn)換效率（PCE）超過30%有關(guān)。然而，太空船運送這些電池效率低，且運輸成本可達每公斤110萬美元左右。

　為了解決該問題，這次德國波茨坦大學(xué)、柏林工業(yè)大學(xué)、意大利薩勒諾大學(xué)等組成的研究團隊發(fā)現(xiàn)，利用月球風(fēng)化層（月球塵埃）制成月玻璃，用于鈣鈦礦太陽能電池，可以大量減少太空船運送電池的成本，使長期定居月球變得更加可行性。該研究成果于4月發(fā)布在《Cell Press》期刊上。

　他們使用的“月球塵埃”富含鈣、鋁、鐵和鎂等巖石成分，且里面還含有大量可制成玻璃的二氧化硅（SiO2）?！扳}鈦礦”（Perovskite）是一種鈣鈦氧化物礦物，這種物質(zhì)做出來的太陽能板擁有便宜、容易制造的特性，且轉(zhuǎn)換效率高于傳統(tǒng)太陽能板，目前成為太陽能板主要研究和使用熱點。

　研究團隊將模擬月球塵埃的物質(zhì)熔化成“月玻璃”，用它與鈣鈦礦進行配對制造一種新型的太陽能電池。當(dāng)研究團隊以太空級輻射照射月玻璃太陽能電池進行測試時，發(fā)現(xiàn)這種電池表現(xiàn)優(yōu)于地球制造的太陽能電池。

　主要原因是地球制造的太陽能玻璃受到太空強輻射下會逐漸變黃，并逐漸降低陽光透射率與發(fā)電效率。“月玻璃”因月球塵埃中的雜質(zhì)呈天然棕色，這些雜質(zhì)同時起到穩(wěn)定玻璃變色和增強其抗輻射性。

　另外，研究團隊還發(fā)現(xiàn)月玻璃制造簡單，無需復(fù)雜的凈化程序，僅需依靠聚焦陽光，就能使月球塵埃熔化至制作月玻璃所需溫度。他們只需通過調(diào)整月玻璃的厚度與微調(diào)電池成分，月玻璃鈣鈦太陽能電池可實現(xiàn)約10%的光電轉(zhuǎn)換效率。若月玻璃若足夠清晰透明，再加上一些特殊納米涂層，其能量轉(zhuǎn)換效率可提升至23%。

　然而，科學(xué)家表示在月球制造月球玻璃的過程，可能會遇到在地球上遇不到的挑戰(zhàn)。他們擔(dān)心月球低重力可能影響玻璃形成，處理鈣鈦礦溶劑在月球真空中可能失效，再加上劇烈的溫度變化也可能威脅到材料的穩(wěn)定性。

　為驗證可行性，研究團隊希望未來能派太空人在月球真實環(huán)境下進行月玻璃實驗，以確認月玻璃實際應(yīng)用潛力。

　論文主要作者之一、德國波茨坦大學(xué)鈣鈦礦太陽能電池首席研究員菲利克斯·朗博士期刊新聞室表示，“現(xiàn)在太空中使用的太陽能電池的太陽能轉(zhuǎn)換效率可達30%至40%，但其笨重的玻璃或厚箔覆蓋物難以進行大量太空運輸?！?/p>

　朗補充道，“如果它的重量減輕99%，將無需運送超高效電池，只需在月球上制造這樣的電池即可。我們制作的太陽能玻璃在抵抗輻射方面，要比其它的太陽能玻璃更加強，且不會隨著時間推移退化。”

　后朗進一步解釋，“過去，科學(xué)家想從提取水作為燃料，用于月球造太空基地的電力?，F(xiàn)在，有望將月球塵埃做成為太陽能電池，或許能為未來的月球城市提供所需的能源。”

　這項研究得到了德國致力于促進和支持學(xué)術(shù)研究的最大私人非營利組織大眾基金會支持，并通過自由精神Q14計劃獲得研究資金。