●1能源概述1
1.1能1
1.2能量形式1
1.3能源發展史2
1.4常規能源3
1.5新能源6
1.6思考題6
2能源物理化學8
2.1能量定律8
2.1.1能量守恆定律9
2.1.2能量轉換定律10
2.1.3能量貶值原理11
2.2能量儲存技術12
2.2.1機械能的儲存12
2.2.2熱能的儲存13
2.2.3電能的儲存13
2.2.4化學能的儲存15
2.3能量的轉換過程16
2.3.1概述16
2.3.2化學能轉換為熱能17
2.3.3熱能轉換為機械能17
2.3.4機械能轉換為電能18
2.3.5光能轉換為電能18
2.3.6化學能轉換為電能19
2.3.7電能轉換為化學能19
2.4原電池與電解池20
2.4.1原電池20
2.4.2電解池21
2.4.3界面雙電層22
2.5電極過程動力學導論24
2.5.1電極過程動力學的發展24
2.5.2電池反應與電極過程24
2.6思考題26
3太陽能電池材料與器件28
3.1光電轉換理論28
3.2太陽能電池的分類29
3.3硅太陽能電池31
3.3.1晶體硅太陽能電池31
3.3.2太陽能電池片封裝成太陽能電池組件36
3.3.3光伏繫統38
3.3.4多晶硅太陽能電池41
3.3.5非晶硅太陽能電池45
3.4化合物半導體太陽能電池49
3.4.1CdTe繫薄膜太陽能電池50
3.4.2CuInSe2薄膜太陽能電池50
3.4.3GaAs太陽能電池51
3.4.4InP繫列太陽能電池51
3.5有機薄膜太陽能電池51
3.6染料敏化太陽能電池52
3.6.1染料敏化太陽能電池的結構52
3.6.2染料敏化太陽能電池的工作原理58
3.7鈣鈦礦太陽能電池60
3.7.1鈣鈦礦太陽能電池發展史60
3.7.2鈣鈦礦太陽能電池組成部分61
3.7.3鈣鈦礦膜的制備方法64
3.7.4鈣鈦礦太陽能電池原理和結構類型67
3.8太陽能光熱發電70
3.8.1太陽能光熱發電技術70
3.8.2斯特林太陽能光熱發電繫統72
3.8.3太陽能熱電站的發展趨勢及相關科學問題73
3.9思考題74
4氫能材料與器件75
4.1概述75
4.2電化學催化77
4.2.1催化原理78
4.2.2電催化劑材料及其制備78
4.2.3膜電極技術81
4.3氫的制取83
4.3.1化石燃料制氫84
4.3.2生物及生物質制氫89
4.3.3太陽能光解水制氫91
4.3.4熱化學分解水制氫92
4.3.5金屬及化合物分解制氫93
4.3.6氫氣提純94
4.4電解水制氫96
4.4.1堿性電解水制氫96
4.4.2質子交換膜電解水制氫96
4.4.3固體氧化物電解水100
4.5氫的儲存與提取101
4.5.1物理儲氫102
4.5.2金屬氫化物儲氫102
4.5.3配位氫化物儲氫103
4.5.4有機物儲氫103
4.5.5金屬氫化物電池104
4.6燃料電池105
4.6.1概述105
4.6.2電催化劑110
4.6.3膜電極116
4.6.4雙極板122
4.6.5質子交換膜燃料電池126
4.6.6固體氧化物燃料電池136
4.7氫冶金139
4.8思考題140
5電化學能源材料與器件142
5.1概述142
5.2鋰離子二次電池144
5.2.1電化學原理145
5.2.2“搖椅”式工作原理146
5.2.3鋰離子電池的結構146
5.2.4鋰離子電池材料147
5.3固態鋰電池162
5.3.1固態電解質163
5.3.2正極材料166
5.3.3負極材料166
5.4電化學超級電容器167
5.4.1超級電容器的特點168
5.4.2超級電容器的原理169
5.4.3超級電容器電極材料170
5.4.4超級電容器的應用174
5.5金屬-空氣電池175
5.5.1鋅-空氣電池176
5.5.2鋁-空氣電池178
5.5.3鋰-空氣電池179
5.6其他儲能電池184
5.6.1全釩液流電池184
5.6.2鈉硫電池185
5.7思考題186
6其他新能源技術187
6.1生物質能轉化技術187
6.1.1直接燃燒法188
6.1.2生物化學轉化188
6.1.3熱化學轉化188
6.1.4固體成型技術190
6.1.5生物柴油制取190
6.2風能技術191
6.2.1風能的特點191
6.2.2我國的風能資源193
6.2.3風能資源的利用195
6.3核能技術196
6.3.1核裂變能發電197
6.3.2核聚變能發電198
6.4海洋能技術199
6.4.1潮汐能199
6.4.2海水動能201
6.4.3海水溫差能203
6.4.4海水鹽差能204
6.5地熱能技術205
6.5.1發電利用205
6.5.2直接利用208
6.6頁岩油氣技術208
6.7思考題210
7能源經濟212
7.1導論212
7.2能源需求213
7.3能源供給215
7.4能源市場217
7.5能源效率220
7.6能源保障221
7.7思考題223
參考文獻224

本書全面繫統闡述了新能源材料與器件，包括能源物理化學、能源存儲與轉化原理、關鍵材料與器件、發展概況和應用前景。在風能、太陽能發電、二次電池、不錯電容器、燃料電池和金屬-空氣電池等材料制備與器件技術的基礎上，還針對目前電動汽車和規模儲能應用，介紹了固態鋰電池、質子交換膜純水電解、氫能等前沿材料與器件。本書內容豐富，數據和理論新穎，結構嚴謹。書中有大量習題和思考題，並附有很新文獻，便於深入學習。
本書是大學“新能源材料與器件”專業教材，兼顧大學材料、能源、冶金、化學、化工專業高年級及研究生教材；同時也是從事新能源、太陽能電池、鋰電池、燃料電池、電動汽車、規模儲能等領域研究與應用人員的推薦基礎參考書。