利用月尘制造太阳能电池的再次努力

来源pv-magazine

美国航空设备制造商和国防承包商蓝色起源公司宣布，其从美国宇航局获得了3500万美元的资金，帮助公司研究利用月壤生产太阳能电池的技术。

月壤是由尘埃、破碎的岩石和其他相关物质组成的，存在于月球、火星和地球上。

“基于一种被称为‘熔融月壤电解’的工艺，这项技术一旦获得突破，将能在月球表面任何地方，无限量生产电力和电力传输电缆，”蓝色起源公司在一份声明中表示，“今天的投资，期待到2026年，能够在模拟月球环境中进行自主操作演示。”

杰夫•贝佐斯拥有的这家公司的技术包括一种可扩展且非接触式的融化和移动熔融月壤的工艺。它包含一个可以对月壤模拟物质采用“熔融月壤电解”工艺生产出铁、硅和铝的反应器。该系统利用电流将这些元素从氧气中分离出来。

“我们专有的运输子系统在1600摄氏度以上的温度下，以可控和节能的方式移动和分离熔融材料，并能够耐受高温和腐蚀性环境，”蓝色起源公司在2月份发布的一份声明中表示，“熔融月壤电解工艺通过流经熔融月壤的电流，从月壤中依次提取出铁、硅和铝等元素。在我们的其中一个反应器中，上升的氧气气泡表明金属和类金属元素正在从氧气中分离出来。我们的反应器的几何形状、金属提炼方法以及材料选择，将使持续的月球操作成为可能。”

该公司声称，这一工艺可以生产纯度为99.999%的硅，同时，仅使用熔融月壤电解过程中的副产物，就可生产出高阻抗太阳能玻璃。

该公司表示：“蓝色起源公司仅利用月球资源生产太阳能的目标，与美国宇航局最优先的月球至火星基础设施发展目标是一致的。”

美国宇航局（NASA）从月壤中开发太阳能电池的第一次研究可以追溯到2005年。这项工作为能够直接在月球表面建造太阳能电池的太阳能漫游车提供了概念设计。

“月球表面既有制造硅太阳能电池所需的基本成分，又有真空的环境，可以直接在月球表面使用真空沉积技术制造薄膜太阳能电池，而不需要额外建造真空室，”论文写道。

2005年，休斯顿大学在月壤基底上建立了第一个硅和硫化镉/碲化镉薄膜光伏二极管。“制造的太阳能电池阵列就像芯片上电子设备的放大版，”科学家们表示，“芯片必须是绝缘的，这样不同的元件才能制成，然后以适当的电路连接在一起。”爱沙尼亚塔林理工大学（TalTech）目前也在致力于从月壤中开发太阳能电池。去年，该校推出了一种类似砂纸的太阳能电池，依靠的是单晶微粉技术。电池由数千个直径为50微米的小晶体组成，喷涂聚合物后被嵌入一个连续层中。

“为制作太阳能电池，这些微晶体被涂上了缓冲层和窗口层，”塔林理工大学在一份声明中表示，“通过这种方式，每个晶体都能像一个小型的独立太阳能电池一样工作，并产生电力。”该校还表示，低成本的卷轴技术可能会用于生产电池和电板。