Solar Light Harvesting with Nanocrystalline Semiconductors

این کتاب استفاده از نیمه هادی های نانو کریستالی را در برداشت انرژی از نور خورشید توضیح می دهد. این کتاب روش‌شناسی و فناوری امیدوارکننده‌ای را معرفی می‌کند که ممکن است به افزایش کارایی برداشت نور کمک کند - یکی از چالش‌های اصلی در راه تولید انرژی پایدار. در فصل مقدماتی، نویسنده همچنین بحثی صریح و انتقادی در مورد دیدگاه‌ها و محدودیت‌های فرآیندهای فوتوکاتالیستی برای تبدیل نور خورشیدی از جمله گزارشی تاریخی در مورد فوتوکاتالیز نیمه‌رسانا ارائه می‌دهد. او درباره این موضوع بحث می کند که (و همچنین چرا) از نمونه های اولیه آزمایشگاهی تا فناوری های واقعی پایدار فاصله زیادی دارد. فصول بعدی تبدیل انرژی نور خورشید در نانوفتوکاتالیز نیمه هادی از یک سو و به انرژی (الکتریکی) در نانوکریستالی مبتنی بر نیمه هادی ها را تشریح می کند. سلول های خورشیدی از سوی دیگر. موضوعات مورد بررسی شامل تولید هیدروژن نانوفتوکاتالیستی، فتوسنتز مصنوعی، اتصال مایع حساس شده با نقطه کوانتومی و سلول های خورشیدی ناهمگون توده حجیم است. دیدگاه‌ها و فرصت‌ها، اما همچنین تنگناها و محدودیت‌ها مورد بحث قرار گرفته و سیستم‌های جدید با فناوری‌های جاافتاده، مانند سلول‌های خورشیدی سیلیکونی کلاسیک مقایسه می‌شوند. در حالی که خوانندگان از این طریق یاد می گیرند که اصول اولیه را درک کنند و با تحقیقات فعلی در این زمینه آشنا شوند، فصل آخر دانش لازم را در مورد روش شناسی، هم در سنتز و توصیف نانوفوتوکاتالیست های نیمه هادی و هم نانومواد نیمه هادی، از جمله مثال هایی برای عمل به آنها ارائه می دهد. آزمایش های فوتوکاتالیستی و مطالعات سلول های خورشیدی مبتنی بر نیمه هادی.

This book explains the use of nanocrystalline semiconductors in the harvesting of energy from solar light. It introduces promising methodology and technology which may help to increase the efficiency of light harvesting – one of the major challenges on the way toward sustainable energy generation.The book starts with a general introduction to the photochemistry of semiconductor nanocrystals. In the introductory chapter, the author also provides a frank and critical discussion on perspectives and limitations of the photocatalytic processes for solar light conversion including a historical account on semiconductor photocatalysis. He discusses that (and also why) it is a long way from laboratory prototypes to real sustainable technologies.The following chapters outline the conversion of solar light energy in semiconductor nanophotocatalysis on the one hand, and to (electric) energy in nanocrystalline semiconductor-based solar cells on the other hand. Topics addressed include nanophotocatalytic hydrogen production, artificial photosynthesis, quantum-dot sensitized liquid-junction and bulk heterojunction solar cells. Perspectives and opportunities, but also bottlenecks and limitations are discussed and the novel systems compared with established technology, such as classical silicon solar cells. While readers in this way learn to understand the basics and get introduced to the current research in the field, the final chapter provides them with the necessary knowledge about methodology, both in synthesis and characterization of semiconductor nanophotocatalysts and semiconductor nanomaterials, including examples for the practice of photocatalytic experiments and the studies of semiconductor-based solar cells.