Fotoelectroquímica de Semiconductores – Jaime Gonzáles Velasco – 1ra Edición

Descripción

El cambio climático, inducido por la forma en que se utilizan los recursos energéticos, hace necesaria la búsqueda de métodos más racionales para la transformación y utilización de la energía. Por ello se ha recurrido al desarrollo de las denominadas energías renovables, entre las que cabe destacar la obtención de energía mediante paneles fotovoltaicos.

Los textos existentes sobre Fotoelectroquímica suelen obviar las bases del comportamiento de los semiconductores y proporcionan escasa información sobre los principios en que se basa el funcionamiento de los fotovoltaicos y fotoelectrovoltaicos.

Por ello, en el presente libro se ha considerado conveniente iniciar el planteamiento con una exposición de los fundamentos de la física de semiconductores para posteriormente abordar el estudio de la zona interfacial que se forma al poner en contacto un material con una disolución electrolítica, tratar la interacción entre la luz y los materiales semiconductores y, finalmente, describir los diferentes tipos de fotoelectoquímicas que se han abordado hasta el momento.

El contenido de esta obra resultará de gran utilidad especialmente en los cursos sobre Energías renovables que se vienen impartiendo, cada vez más, en las Universidades españolas y latinoamericanas.

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  • Prólogo
    PARTE I. Fundamentos de física de semiconductores
    1.1. Introducción
    1.2. Fundamentos de la teoría de bandas
    1.3. Estados superficiales
    1.4. Estadística de electrones y huecos en semiconductores
    1.5. Concentraciones de equilibrio de portadores de carga en semiconductores
    1.6. Efectos de la adsorción superficial en semiconductores
    A1 . Semiconductores extrínsecos. Grado de llenado de los niveles de impurezas
    A.2 Deducción de la expresión de la distribución de Fermi-Dirac

    PARTE II. Electroquímica con electrodos semiconductores
    2.1. Electrodos semiconductores
    2.2. El semiconductor en contacto con un electrolito. Formación de una doble capa interfacial
    2.3. La estructura de la región interfacial en el contacto semiconductor-electrolito
    2.4. Distribución de carga y potencial a través de la región de carga espacial
    2.5. Capacidad diferencial de la región de carga espacial
    2.6. Capacidad diferencial de la región de carga espacial de un semiconductor de tipo n en el intervalo de potenciales donde existe capa de acumulación
    2.7. Capacidad de la doble capa semiconductor-electrolito
    2.8. Influencia de los estados superficiales en procesos que tienen lugar en la interfase electrodo semiconductor electrolito
    2.9. Recombinación de portadores de carga
    2.10. Determinación experimental del potencial de banda plana
    2.11. Localización de las bandas de un semiconductor en la escala de potenciales (o de energía)
    2.12. Cinética de reacciones de transferencia de carga en la interfase semiconductor-electrolito
    2.13. Corrientes de saturación de portadores minoritarios
    2.14. Aspectos teóricos de la transferencia de carga a través de interfases semiconductor-electrolito
    A.3. Deducción de la Ecuación 2.97
    A.4. Deducción de la Ecuación 2.169

    PARTE III. Fotoelectroquímica
    3.1. Absorción de luz por semiconductores
    3.2. Fotoefectos en interfases semiconductor-electrolito
    3.3. Cálculo de la fotocorriente y del fotopotencial por una aproximación cuasitermodinámica. El concepto de cuasinivel de Fermi
    3.4. Fotodescomposición de electrodos semiconductores
    A.5. Deducción de la Ecuación 3.58
    A.6. Deducción de la Ecuaciones 3.62 y 3.63

    PARTE IV. Células fotoelectroquímicas
    4.1. Células fotogalvánicas
    4.2. Células fotoelectroquímicas
    4.3. Células regenerativas
    4.4. Conversión de energía solar en energía libre química
    4.5. Células fotoelectroquímicas para la fotodescomposición del agua
    4.6. Reacciones fotoelectrosintéticas y fotoelectrocatalíticas sobre sistemas microheterogéneos
    4.7. Métodos fotoelectroquímicos que imitan la fotosíntesis
    4.8. Aspectos industriales de la fotoelectroquímica de semiconductores

    Bibliografía recomendada
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