《先進(jìn)能源材料與器件》系統(tǒng)介紹了太陽(yáng)能電池材料與器件、氫能材料與技術(shù)、燃料電池材料與器件、生物質(zhì)能材料與技術(shù)、新型二次電池材料與器件、新型介電儲(chǔ)能材料與器件以及它們的研究進(jìn)展、發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景。在此基礎(chǔ)上，著重闡述了TOPCon電池、氫燃料電池、生物質(zhì)制氫、鈉離子電池等熱點(diǎn)先進(jìn)能源技術(shù)，同時(shí)涵蓋了新型介電儲(chǔ)能等特色內(nèi)容，體現(xiàn)了時(shí)代性和前沿性。每章內(nèi)容后面附有習(xí)題和最新參考文獻(xiàn)，便于對(duì)知識(shí)的深入理解和掌握。
本書(shū)是材料類(lèi)、能源類(lèi)、化學(xué)化工類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的本科生與研究生教材，也可供相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員參考。
劉曉燕，工學(xué)博士，教授。日本筑波大學(xué)材料工程學(xué)碩士，日本九州大學(xué)材料工程學(xué)博士。曾任日本國(guó)立物質(zhì)材料研究所（NIMS）特別研究員，美國(guó)華盛頓大學(xué)（UW）Research Scientist。于2013年11月應(yīng)聘回國(guó)，擔(dān)任重慶科技學(xué)院教授，納微復(fù)合材料與器件重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室新能源材料與器件平臺(tái)負(fù)責(zé)人。研究方向?yàn)殍F電材料及納米功能材料。
近年來(lái)，主持美國(guó)華盛頓大學(xué)GAP Fund 1項(xiàng)，主持國(guó)家基金委面上項(xiàng)目1項(xiàng)，主持深圳市科創(chuàng)委基礎(chǔ)研究項(xiàng)目1項(xiàng)，主研日本文部省重大項(xiàng)目2項(xiàng)，主研日美科研合作項(xiàng)目2項(xiàng)；以第*一作者/通訊作者在ACS Applied Materials & Interfaces, Nanoscale, Journal of Power Sources等期刊發(fā)表SCI論文50余篇；應(yīng)邀在國(guó)際/國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議做主題報(bào)告和邀請(qǐng)報(bào)告25 余次，獲國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議蕞*佳墻報(bào)獎(jiǎng)3次（指導(dǎo)碩士生獲獎(jiǎng)1次），以排名第*一獲重慶產(chǎn)學(xué)研科技成果創(chuàng)新獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)；以第*一發(fā)明人獲日本授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)（已在日本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化），美國(guó)授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)，中國(guó)授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)。
2012年獲批美國(guó)杰出人才計(jì)劃 (EB-1A-Extraordinary Ability)，2014年入選巴渝海外引智計(jì)劃專(zhuān)家、重慶市高層次人才。主要學(xué)術(shù)和社會(huì)兼職包括：中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院客座研究員，河北工業(yè)大學(xué)客座教授，重慶大學(xué)博士生導(dǎo)師，教育部碩士/博士論文評(píng)審專(zhuān)家，中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)微納技術(shù)分會(huì)第*一屆理事會(huì)理事，先進(jìn)功能材料與原子力顯微技術(shù)系列國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議組委會(huì)委員，Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Nano Letters, Small, Applied Physics Letters等10余種SCI期刊論文長(zhǎng)期審稿人。
第1章 緒論 001
1.1 常規(guī)能源 001
1.2 新能源 002
1.3 先進(jìn)能源技術(shù) 003
1.3.1 太陽(yáng)能 003
1.3.2 氫能 004
1.3.3 燃料電池 006
1.3.4 生物質(zhì)能 008
1.3.5 化學(xué)電源 009
1.3.6 介電儲(chǔ)能 012
習(xí)題 013
參考文獻(xiàn) 013
第2章 太陽(yáng)能電池材料與器件 015
2.1 概述 015
2.1.1 太陽(yáng)能 015
2.1.2 太陽(yáng)能電池的發(fā)展與展望 016
2.2 太陽(yáng)能電池中的光電轉(zhuǎn)換機(jī)制 轉(zhuǎn)換機(jī)制 017
2.3 太陽(yáng)能電池的分類(lèi) 018
2.4 p型晶硅太陽(yáng)能電池 018
2.4.1 多晶硅太陽(yáng)能電池 019
2.4.2 單晶硅太陽(yáng)能電池 022
2.5 n型晶硅太陽(yáng)能電池 024
2.5.1 HJT太陽(yáng)能電池 025
2.5.2 TOPCon太陽(yáng)能電池 027
2.6 背接觸太陽(yáng)能電池 029
2.6.1 金屬纏繞穿透技術(shù)（MWT）太陽(yáng)能電池 029
2.6.2 IBC太陽(yáng)能電池 029
2.6.3 HBC太陽(yáng)能電池 030
2.6.4 TBC太陽(yáng)能電池 031
2.7 多元化合物太陽(yáng)能電池 032
2.7.1 GaAs薄膜太陽(yáng)能電池 033
2.7.2 CdTe薄膜太陽(yáng)能電池 033
2.7.3 CIGS薄膜太陽(yáng)能電池 035
2.8 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 037
2.8.1 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介 037
2.8.2 單結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 039
2.8.3 疊層電池 039
習(xí)題 041
參考文獻(xiàn) 041
第3章 氫能材料與技術(shù) 045
3.1 概述 045
3.1.1 氫的性質(zhì) 045
3.1.2 氫的發(fā)展簡(jiǎn)史 047
3.1.3 氫的展望 049
3.2 氫的制備方法 050
3.2.1 化石燃料制氫 050
3.2.2 生物質(zhì)制氫 054
3.2.3 太陽(yáng)能制氫 056
3.2.4 電解水制氫 064
3.3 氫的純化 069
3.3.1 金屬氫化物法 070
3.3.2 吸附法 072
3.4 氫的存儲(chǔ) 073
3.4.1 金屬儲(chǔ)氫材料 074
3.4.2 無(wú)機(jī)化合物儲(chǔ)氫材料 075
3.4.3 有機(jī)液體儲(chǔ)氫材料 076
3.4.4 碳質(zhì)儲(chǔ)氫材料 076
3.5 氫的應(yīng)用 077
習(xí)題 077
參考文獻(xiàn) 078
第4章 燃料電池材料與器件 082
4.1 概述 082
4.1.1 燃料電池的概念 082
4.1.2 燃料電池的發(fā)展 084
4.1.3 燃料電池的組成 085
4.1.4 燃料電池的基本原理 087
4.1.5 燃料電池的性能參數(shù) 088
4.2 燃料電池的分類(lèi) 090
4.2.1 堿性燃料電池 090
4.2.2 磷酸燃料電池 091
4.2.3 熔融碳酸鹽燃料電池 091
4.2.4 固體氧化物燃料電池 092
4.2.5 質(zhì)子交換膜燃料電池 093
4.3 質(zhì)子交換膜燃料電池 094
4.3.1 工作原理 094
4.3.2 電催化劑 099
4.3.3 催化劑載體 104
4.3.4 質(zhì)子交換膜 112
4.4 燃料電池的應(yīng)用 115
4.4.1 固定電源 116
4.4.2 交通動(dòng)力 116
4.4.3 便攜式電源 117
習(xí)題 117
參考文獻(xiàn) 118
第5章 生物質(zhì)能材料與技術(shù) 123
5.1 概述 123
5.1.1 生物質(zhì) 123
5.1.2 生物質(zhì)能 124
5.1.3 生物質(zhì)能利用技術(shù) 125
5.2 生物質(zhì)發(fā)電 127
5.2.1 生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電 127
5.2.2 生物質(zhì)氣化發(fā)電 127
5.2.3 沼氣發(fā)電 128
5.3 生物燃料乙醇 128
5.3.1 生物燃料乙醇的制備原理 129
5.3.2 生物燃料乙醇的制備工藝 130
5.3.3 糖類(lèi)原料制備生物燃料乙醇 131
5.3.4 淀粉類(lèi)原料制備生物燃料乙醇 131
5.3.5 纖維素類(lèi)原料制備生物燃料乙醇 131
5.4 生物柴油 133
5.4.1 生物柴油的制備原理 134
5.4.2 生物柴油的制備工藝 135
5.5 生物質(zhì)制氫 136
5.5.1 生物質(zhì)制氫原理 136
5.5.2 生物質(zhì)制氫工藝 137
習(xí)題 140
參考文獻(xiàn) 140
第6章 新型二次電池材料與器件 141
6.1 概述 141
6.2 鋰離子電池 141
6.2.1 鋰離子電池正電極材料 142
6.2.2 鋰離子電池負(fù)極材料 147
6.2.3 鋰離子電池電解質(zhì) 150
6.2.4 鋰離子電池隔膜 154
6.3 水基鋰離子電池 157
6.3.1 第一代水基鋰離子電池 157
6.3.2 第二代水基鋰離子電池 159
6.3.3 第三代水基鋰離子電池 159
6.3.4 鹽包水可充電鋰電池 159
6.4 鋰硫電池 160
6.4.1 鋰硫電池原理 160
6.4.2 硫正電極 161
6.4.3 鋰硫電池電解液 161
6.5 鋰空氣電池 162
6.6 鈉離子電池 163
6.6.1 鈉離子電池正極材料 164
6.6.2 鈉離子電池負(fù)極材料 165
6.6.3 鈉離子電池電解質(zhì) 165
習(xí)題 167
參考文獻(xiàn) 167
第7章 新型介電儲(chǔ)能材料與器件 171
7.1 概述 171
7.1.1 介電儲(chǔ)能概念 172
7.1.2 介電儲(chǔ)能的基本原理 176
7.1.3 介電儲(chǔ)能器件 177
7.2 介電儲(chǔ)能材料 178
7.2.1 非鐵電儲(chǔ)能材料 178
7.2.2 鐵電儲(chǔ)能材料 179
7.2.3 弛豫鐵電儲(chǔ)能材料 180
7.2.4 反鐵電儲(chǔ)能材料 180
7.2.5 鐵電儲(chǔ)能復(fù)合材料 181
7.3 介電儲(chǔ)能材料性能參數(shù) 184
7.3.1 介電性能 184
7.3.2 擊穿場(chǎng)強(qiáng) 184
習(xí)題 186
參考文獻(xiàn) 186
書(shū)單推薦
