Ученые создали солнечные батареи из имитации лунной пыли — они выдерживают космическую радиацию, эффективно преобразуют свет в энергию и избавляют от необходимости везти тяжелые материалы с Земли.

Результаты исследования опубликованы в журнале Device.

Современные космические солнечные панели мощные (КПД до 40%), но у них есть два недостатка:

• они очень дорогие;
• слишком тяжелые из-за защитного стекла или толстой пленки.

Запускать такие панели в космос — неоправданно дорого, — говорит Феликс Ланг из Потсдамского университета (Германия).

Его команда предлагает делать батареи прямо на Луне — из реголита, рыхлого грунта, покрывающего ее поверхность. Если заменить земное стекло на лунное, масса груза уменьшится на 99,4%, а стоимость доставки упадет в 100 раз.

Как это работает

Ученые расплавили искусственный лунный грунт, получили стекло и соединили его с перовскитом — дешевым и эффективным материалом для солнечных элементов. Новые панели дают в 100 раз больше энергии на грамм веса, чем традиционные.

Если снизить массу на 99%, не нужны суперэффективные панели — можно просто сделать больше таких же, но на Луне, — объясняет Ланг.

К тому же лунное стекло устойчиво к радиации, а земное со временем темнеет и теряет эффективность.

Производство лунного стекла оказалось простым: реголит плавят под концентрированным солнечным светом.

Пока КПД батарей — 10%, но если очистить стекло от примесей, можно достичь 23%.

Правда, есть проблемы:

• низкая гравитация может повлиять на структуру стекла;
• перовскит требует обработки растворителями, а в вакууме это невозможно;
• перепады температур угрожают стабильности материалов.

Чтобы проверить технологию в реальных условиях, ученые хотят отправить эксперимент на Луну.

Лунную пыль уже пробуют использовать для добычи воды и строительства, — говорит Ланг.

Теперь мы можем превращать ее в солнечные батареи, которые обеспечат энергией будущие лунные города.

Проект решает три ключевые проблемы космической колонизации:

1. Экономия ресурсов — вместо дорогих земных материалов используются местные, что сокращает затраты на логистику в сотни раз.

2. Устойчивость — лунное стекло не деградирует от радиации, в отличие от земных аналогов, а значит, батареи прослужат дольше.

3. Автономность — если технология масштабируется, базы смогут производить энергию на месте, без постоянных поставок с Земли.

Это не просто эксперимент, а шаг к независимым лунным миссиям.

Ранее ученые сообщили о возможности строить из лунного грунта лунные модули.