新型能源材料与器件

    为了满足新能源材料与器件和功能材料等相关专业本科生和研究生的教学要求，根据２０１６年西安建筑科技大学对本科生和研究生课程建设的总体指导思想，由该校云斯宁教授主编，国内新能源材料领域影响力的专家和教授参编，《新型能源材料与器件》教材建设项目获准立项。

    新能源材料日新月异，成果倍出，新理论、新技术、新方法不断涌现。本教材汇聚该领域的基础知识、的理论、的方法和技术及的器件化应用，能够适用于相关专业研究生专业基础课的课堂教学。同时，本教材依托太阳能电池、燃料电池、新型二次电池、超级电容器等，按照器件的基本原理、基本结构、构建组装、关键材料制备、生产工艺、应用领域、发展现状及展望等关键内容进行系统介绍，以满足相关专业高年级本科生专业基础课的课堂教学。

    全教材共１８章，主要介绍了太阳能电池（包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、量子点太阳能电池等）、燃料电池（包括质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池、直接甲醇燃料电池、半导体离子导体燃料电池等）、新型二次电池（包括镍／金属氢化物电池、锂离子电池、锂硫二次电池、金属空气电池等）、超级电容器（包括碳基超级电容器、金属氧化物超级电容器、导电聚合物超级电容器等）等。第１章由河北英利集团宋登元和李锋编写；第２章由石家庄铁道大学王育华和晶龙实业集团有限公司闫广宁编写；第３章由西安建筑科技大学张强和管婧编写；第４章由太原理工大学郝玉英和刘成元编写；第５章由西安建筑科技大学云斯宁编写；第６章由西安交通大学杨冠军和西安石油大学李燕、周勇编写；第７章由新疆大学谢亚红编写；第８章由西安电子科技大学贾斐编写；第９章由中国地质大学（武汉）吴艳编写；第１０章由湖北大学王浚英和朱斌编写；第１１章由西安建筑科技大学杨春利编写；第１２章由四川大学周万海、陈云贵等编写；第１３章由深圳大学米宏伟和张培新编写；第１４章由西安理工大学李喜飞、熊东彬、郝猷琛、范林林、田自然编写；第１５章由深圳大学李永亮和张培新编写；第１６章由陕西师范大学雷志斌编写；第１７章由陕西师范大学刘宗怀、何学侠、李琪编写；第１８章由西安交通大学孙孝飞编写。

    本教材力求切合专业培养目标，满足培养体系对课程教学的要求，限度地反映新理论、新技术和新方法，体现学科特色或学科交叉，除作为相关专业高年级本科生和研究生的教材使用外，还可作为参考书供从事新能源材料与器件研究及开发的科研院所、企事业单位和工程技术人员使用。

    本教材在编写过程中，力求内容全面，图表清晰，叙述简洁，数据准确，注重基础，适用为度。主编对全书内容进行了合理安排，各位参编人员对章节进行了仔细检查、反复修改和认真校对。

    《新型能源材料与器件》一书共分１８章，主要介绍了单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、量子点太阳能电池、质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池、半导体离子导体燃料电池、其他类型燃料电池（熔融碳酸盐燃料电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池、直接甲醇燃料电池）、镍／金属氢化物电池、锂离子电池、锂硫二次电池、金属空气电池、碳基超级电容器、金属氧化物超级电容器和导电聚合物超级电容器内容。本书汇聚了新型能源材料领域新的理论、方法和技术，以及新的器件化应用，使其能够适用于教学需要。

    本书可作为高等院校新能源材料与器件专业、材料科学与工程专业、功能材料专业及相关专业的研究生和本科生教材，也可供材料领域的科研人员、管理人员参考阅读。

第１章　单晶硅太阳能电池 

　１．１　概述 

　１．２　单晶硅太阳能电池的工作原理 

　１．３　单晶硅太阳能电池的制备工艺 

　１．４　高效单晶硅太阳能电池的类型 

　１．５　单晶硅太阳能电池的发展现状及展望 

　　思考题 

第２章　多晶硅太阳能电池 

　２．１　概述 

　２．２　多晶硅原料的生产方法 

　２．３　多晶硅锭的铸造方法 

　２．４　多晶硅片的制备 

　２．５　薄板多晶硅片的制备方法 

　２．６　多晶硅太阳能电池的发展现状及展望 

　　思考题 

第３章　薄膜太阳能电池 

　３．１　概述 

　３．２　ＣｄＴｅ薄膜太阳能电池 

　３．３　ＧａＡｓ薄膜太阳能电池 

　３．４　ＣＩＧＳ薄膜太阳能电池 

　３．５　ＣＺＴＳ薄膜太阳能电池 

　３．６　ＩｎＰ薄膜太阳能电池 

　３．７　多晶硅薄膜太阳能电池 

　３．８　非晶硅薄膜太阳能电池 

　　思考题 

第４章　有机太阳能电池 

　４．１　有机半导体基础知识 

　４．２　有机太阳能电池活性材料 

　４．３　有机太阳能电池的工作原理及基本结构 

　４．４　有机太阳能电池新结构设计 

　４．５　有机太阳能电池的制备方法 

　４．６　有机太阳能电池的发展现状及展望 

　　思考题 

第５章　染料敏化太阳能电池 

　５．１　ＤＳＳＣ的发展历史 

　５．２　ＤＳＳＣ的基本结构 

　５．３　ＤＳＳＣ的工作原理 

　５．４　ＤＳＳＣ的表征技术 

　５．５　ＤＳＳＣ光阳极 

　５．６　ＤＳＳＣ对电极 

　５．７　ＤＳＳＣ电解液 

　５．８　ＤＳＳＣ染料 

　５．９　其他类型ＤＳＳＣ 

　５．１０　ＤＳＳＣ的产业化 

　　思考题 

第６章　钙钛矿太阳能电池 

　６．１　钙钛矿太阳能电池的工作原理和基本结构 

　６．２　钙钛矿薄膜的制备方法 

　６．３　钙钛矿太阳能电池的其他功能层 

　６．４　钙钛矿太阳能电池的稳定性及封装技术 

　　思考题 

第７章　量子点太阳能电池 

　７．１　概述 

　７．２　量子点基础知识 

　７．３　量子点太阳能电池的基本类型及研究进展 

　７．４　量子点太阳能电池性能优化 

　７．５　量子点太阳能电池的制备方法 

　７．６　量子点太阳能电池的展望 

　　思考题 

第８章　质子交换膜燃料电池 

　８．１　质子交换膜燃料电池概述及应用 

　８．２　质子交换膜燃料电池的电解质材料 

　８．３　质子交换膜燃料电池的电极材料 

　８．４　质子交换膜燃料电池的双极板与流场 

　８．５　质子交换膜燃料电池技术 

　　思考题 

第９章　固体氧化物燃料电池 

　９．１　概述 

　９．２　固体氧化物燃料电池的电解质材料 

　９．３　固体氧化物燃料电池的电极材料 

　　思考题 

第１０章　半导体离子导体燃料电池 

　１０．１　概述 

　１０．２　半导体离子导体燃料电池的关键材料 

　１０．３　影响半导体离子导体燃料电池性能和寿命的主要因素 

　１０．４　半导体离子导体燃料电池的展望 

　　思考题 

第１１章　其他类型燃料电池 

　１１．１　熔融碳酸盐燃料电池 

　１１．２　碱性燃料电池 

　１１．３　磷酸燃料电池 

　１１．４　直接甲醇燃料电池 

　１１．５　其他类型燃料电池的发展现状及展望 

　　思考题 

第１２章　镍／金属氢化物电池 

　１２．１　Ｎｉ／ＭＨ
电池简介 

　１２．２　氢氧化镍正极材料 

　１２．３　金属氢化物负极材料 

　１２．４　Ｎｉ／ＭＨ
电池的制造工艺 

　１２．５　Ｎｉ／ＭＨ
电池的特性 

　１２．６　Ｎｉ／ＭＨ
电池的应用 

　１２．７　Ｎｉ／ＭＨ
电池的发展趋势 

　　思考题 

第１３章　锂离子电池 

　１３．１　概述 

　１３．２　锂离子电池的工作原理、结构和性能 

　１３．３　锂离子电池正极材料 

　１３．４　锂离子电池负极材料 

　１３．５　锂离子电池的电解质 

　１３．６　锂离子电池的机遇与挑战 

　　思考题 

第１４章　锂硫二次电池 

　１４．１　锂硫二次电池概述 

　１４．２　锂硫二次电池的基本原理和特点 

　１４．３　锂硫电池面临的问题 

　１４．４　锂硫二次电池的性能评价 

　１４．５　锂硫二次电池的硫正极 

　１４．６　金属锂负极 

　１４．７　锂硫二次电池的电解质 

　１４．８　锂硫二次电池隔膜 

　１４．９　新型锂硫二次电池 

　１４．１０　锂硫二次电池的发展现状、挑战及未来 

　　思考题 

第１５章　金属空气电池 

　１５．１　金属空气电池概述 

　１５．２　金属空气电池的基本原理 

　１５．３　锂空气电池 

　１５．４　锌空气电池 

　１５．５　其他金属空气电池 

　１５．６　金属空气电池的发展现状及展望 

　　思考题 

第１６章　碳基超级电容器 

　１６．１　超级电容器简介 

　１６．２　碳基超级电容器电极材料 

　１６．３　碳基柔性超级电容器 

　１６．４　超级电容器的发展现状及展望 

　　思考题 

第１７章　金属氧化物超级电容器 

　１７．１　氧化物超级电容器概述 

　１７．２　法拉第赝电容原理 

　１７．３　贵金属氧化物超级电容器电极材料 

　１７．４　贱金属氧化物超级电容器电极材料 

　１７．５　柔性氧化物超级电容器电极材料 

　１７．６　不对称氧化物超级电容器电极材料 

　１７．７　氧化物超级电容器的发展现状及展望 

　　思考题 

第１８章　导电聚合物超级电容器 

　１８．１　导电聚合物超级电容器概述 

　１８．２　导电聚合物的制备 

　１８．３　导电聚合物赝电容 

　１８．４　导电聚合物超级电容器的分类 

　１８．５　导电聚合物电极材料 

　１８．６　导电聚合物非对称超级电容器 

　１８．７　导电聚合物柔性超级电容器 

　１８．８　导电聚合物超级电容器的发展现状及展望 

　　思考题

    《新型能源材料与器件》一书共分１８章，主要介绍了单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、量子点太阳能电池、质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池、半导体离子导体燃料电池、其他类型燃料电池（熔融碳酸盐燃料电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池、直接甲醇燃料电池）、镍／金属氢化物电池、锂离子电池、锂硫二次电池、金属空气电池、碳基超级电容器、金属氧化物超级电容器和导电聚合物超级电容器内容。本书汇聚了新型能源材料领域新的理论、方法和技术，以及新的器件化应用，使其能够适用于教学需要。

    本书可作为高等院校新能源材料与器件专业、材料科学与工程专业、功能材料专业及相关专业的研究生和本科生教材，也可供材料领域的科研人员、管理人员参考阅读。