未来如果人类要在月球建立长期定居点将需要大量能源，由于月球没有大气层，使用太阳能进行光伏发电会是最为理想的能量获取方式。目前，用于太空任务的太阳能电池效率可达30%至40%，但直接从地球运送太阳能电池板是不现实的，因为将材料送入太空的成本非常高，运送一公斤材料到月球就需要花费一百万欧元。
近日，德国波茨坦大学和柏林工业大学的研究团队发表了一项创新研究，他们成功利用模拟月壤制造出了基于钙钛矿的月球太阳能电池，可以极大程度的降低在月球铺设太阳能电池的成本。
月球表面的风化层十分松散，主要由SiO2、Al2O3、CaO以及少量金属氧化物组成，是在陨石撞击的数十亿年中形成的。研究团队的目标就是通过利用月球表面的风化层制成玻璃，替代地球制造的覆盖物，从而降低制造太阳能电池板所需的成本。
钙钛矿因其成本低、制造简单以及高效的光电转换能力被选为月球太阳能电池的核心半导体材料，研究团队将模拟月壤熔化成“月玻璃”，作为基板和覆盖层，使用钙钛矿材料作为中间层来制造太阳能电池。实验结果显示，这种新型太阳能电池每克材料在太空中的能量产出是传统太阳能电池板的20-100倍。
此外，“月玻璃”在太空辐射环境中的表现优于传统地球制造的玻璃。标准玻璃在太空中由于太空辐射等会逐渐变黄，导致效率下降，而“月玻璃”因其中的杂质呈现自然棕色，能够稳定结构并增强对辐射的抵抗力。
由于这些太阳能电池只需要500到800纳米厚的半导体层，因此从地球运送一公斤的钙钛矿原材料，就可以在月球上生产400平方米的太阳能电池，据估算，使用这种新型太阳能电池可使运输成本降低99%。
尽管技术上取得了突破，但月球环境仍带来了一些挑战。例如，低重力可能影响“月玻璃”的成型，而剧烈的温度波动可能威胁材料的稳定性，并且，目前用于处理钙钛矿的溶剂在月球真空中无法正常生效。
据悉，该研究团队计划在月球上进行小规模实验，以验证新型太阳能电池在真实月球环境中的可行性。如果成功，这项技术将为未来月球基地的建设提供可靠的能源支持，推动长期月球定居点建设的实现。
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