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No022 专题:太空探索的新时代已经到来:我们从哪里来,又要去哪里?

编号022

专题:太空探索的新时代已经到来。我们从哪里来,又要去哪里?

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杉山睦教授

透明太阳能电池的巨大潜力

TM──耐用性令人惊叹,但透明太阳能电池也是一项令人惊叹的技术。

杉山──普通太阳能电池是黑色的,以便吸收光并发电。它是透明的,这意味着它不能吸收光线。然而,我们谈论的是人眼可见的光,而我们的太阳能电池利用人眼看不见的紫外线来发电。这就是为什么,虽然它对人眼来说是透明的,但它仍然可以发电。

其实,这也是一个完全不同的想法。我们开始研究的想法是,如果我们能利用贴在汽车和窗玻璃上的紫外线 (UV) 阻挡膜来发电,我们就能一石二鸟。后来我意识到,如果把它带到太空中,它可以发挥很大的作用,那里没有大气层,而且紫外线比地球上还要多。

TM──它似乎可以以多种方式使用,不仅可以在太空殖民地,还可以在陆地上。

杉山实验室安装的分子束外延(MBE)设备
太空太阳能电池最重要的光吸收部分的原材料可以以薄膜形式沉积在薄膜或其他基材的表面上。减轻太阳能电池重量的重要装置。
分子束外延(MBE)设备

杉山──目前地面上的东西可以说处于“浪费紫外线”的状态。例如,它可以附着在智能手机屏幕和眼镜上,可以附着在衣服的表面,还可以制成纤维,以便编织成衣服的面料。除了太阳能电池之外,我们还可以制造透明计算机之类的东西。由于发电、计算、通信都可以变得透明,所以我认为它可以应用于任何类型的事情。

TM──请告诉我们您未来的研究以及在太空殖民地的应用前景。

杉山──透明太阳能电池和半导体可以做出贡献的领域的一个例子是福利领域。在老年人身上安装许多传感器来监测他们的健康状况可能会造成很大的压力,但我认为,如果传感器以及计算并将数据发送到医院的设备变得透明,这种情况可以大大缓解。我们还在考虑农业应用,例如将其用于温室的外墙。

这些应用的最终形式是空间。例如,生活在太空中是危险的,因此我们需要穿着配备各种传感器的衣服以确保安全。然而,如果你看到传感器已连接,它就会失去时尚感,造成压力,并增加成本。因此,通过使用透明且廉价的半导体,就有可能创造出与穿着普通衣服没有什么不同的东西。

另外,为了在太空中生活,问题是如何获得能源,而太阳是一种宝贵的能源。我们的太阳能发电系统会排放热量,但在我们的团队内部,我们正在研究利用这些热量发电的方法。作为能源创造/存储技术团队,我们的主题是充分利用阳光和热量作为能源。

TM──请告诉我你们老师的教学政策。

杉山──目前,我正在研究太阳能电池,但是当我出去工作时,我不一定能够研究太阳能电池。我们既是研究人员又是教育工作者,因此我们希望磨练在任何公司都有用的技能,例如演示技巧、沟通技巧、口语技巧和英语技能。

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