پیش‏گفتار با توجه به بحرانی شدن میزان منابع انرژی و مساله هزینه، نیاز به تامین منابع انرژی روز به روز بیشتر احساس می‌شود. پیش‌بینی می‌شود که در سال 2050 دنیا به دلیل محدودیت سوخت‌های فسیلی با 14 تراوات کمبود انرژی مواجه می‌شود و این در حالی است که انرژی خورشیدی فراوان‌ترین و ارزان‌ترین گزینه جهت پرکردن این خلاء است. انرژی خورشیدی به روش‌های مختلف و به شکل‌های انرژی حرارتی و انرژی الکتریکی قابل استقاده می‌باشد. سلول‌های خورشیدی ابزاری هستند که برای تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی الکتریسیته مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع مختلفی از سلول‌های خورشیدی تا‌کنون معرفی شده‌اند که با توجه به سه عامل قیمت، عمر و بازده تبدیل انرژی برخی بر برخی دیگر برتری یافته‌اند. سلول‌های سیلیکونی مشهورترین نوع سلول‌های خورشیدی می‌باشند که گرچه امروزه به صورت انبوه تولید می‌شوند، اما بازده تبدیل انرژی پایین و قیمت بالا مانعی در برابر گسترش بیشتر آنها شده است. محققان و کارشناسان فعال در حوزه انرژی معتقدند که ظهور نسل سوم سلول‌های خورشیدی می‌تواند منجر به ساخت سلول‌هایی با بازده بالاتر و قیمت پایین‌تر شود و لذا پیش‌بینی می‌شود که این سلول‌ها بتوانند در آینده نزدیک با ارزش اقتصادی بالا تجاری‌سازی شوند. سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی جدیدترین نسل ادوات فتوولتایی می‌باشند که از زمان معرفی‌شان در سال 2008 میلادی تا‌کنون نظر بسیاری از محققین را به خود جلب کرده و به سرعت در حال گسترش و توسعه می‌باشند. قلب این سلول‌ها را نانوذرات نیمه‌رسانا (نقاط کوانتومی) تشکیل می‌دهند که وظیفه جذب فوتون‌های نور، تبدیل آنها به زوج الکترون-حفره و انتقال آنها به الکترود‌های جانبی را بر عهده دارند. با هدف معرفی دانش جدید سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی، کتاب حاضر در هفت فصل تنظیم شده است. در فصل اول به معرفی انرژی خورشیدی و روش‌های بهره‌برداری از آن پرداخته می‌شود و سپس در فصل دوم، ساختمان و اجزای تشکیل‌دهنده سلول‌های خورشیدی، اصول فیزیکی تبدیل فوتون‌های نورانی به انرژی الکتریکی و عوامل موثر در انتخاب مواد برای این سلول‌ها مطالعه خواهند شد. در فصل سوم، انواع سلول‌های خورشیدی به تفصیل معرفی می‌شوند و تکنولوژی‌های جدید (نسل سوم) در این خصوص مورد بررسی قرار می‌گیرند. خصوصیات ویژه نقاط کوانتومی، روش سنتز و مزایای استفاده از آنها در سلول‌های خورشیدی نیز در فصل چهارم بیان می‌شوند. نقاط کوانتومی با خواص ویژه خود قابلیت‌های فوق‌العاده‌ای را در این سلول‌ها ایجاد می‌کنند؛ قابلیت‌هایی مانند: استفاده از گستره وسیعی از طیف نور خورشید به دلیل محدودیت‌های کوانتومی، جذب بیشتر نور خورشید به دلیل نسبت سطح به حجم بالای نانوذرات، تولید چند اکسایتون و فرایند ساخت راحت‌تر و ارزان‌تر. با وجود قابلیت‌های ویژه نقاط کوانتومی، استفاده از این نانوذرات برای ساخت سلول‌های خورشیدی با محدودیت‌هایی نیز مواجه می‌باشد. در حال حاضر محققین مختلفی، در حال بررسی روش‌های مختلف جهت بهبود عملکرد سلول‌های نقطه کوانتومی هستند. راهکارهایی که برای بهبود بازده این سلول‌ها وجود دارند، بر اساس دو رویکرد مختلف می‌باشند؛ بهبود ساختار سلول و اصلاح‌سطح نقاط کوانتومی. در فصل پنجم این کتاب، رویکرد بهبود ساختار سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی به تفصیل بحث و بررسی می‌شوند. علی‌رغم تاثیرات مستقیم اصلاح ساختار سلول بر راندمان آن، نتایج تحقیقات حاضر نشان می‌دهند که عمده پیشرفت‌های حاصله در این زمینه نتیجه‌ی تحقیقات صورت گرفته در مبحث اصلاح شیمی سطح نقاط کوانتومی بوده است. بر این اساس، رویکرد اصلاح شیمی سطح نقاط کوانتومی جهت ساخت سلول‌های خورشیدی در فصل ششم این کتاب به تفصیل معرفی می‌شود. جدیدترین حوزه فعالیت محققین سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی، فرایندهای تک‌مرحله‌ای برای ساخت لایه نقاط کوانتومی به کمک جوهر این نانوذرات می‌باشد. این روش که نسبت به روش‌های پیشین دارای مزایای بسیاری می‌باشد در فصل هفتم این کتاب معرفی و نهایتا، آخرین دستاوردهای حاصله در این زمینه گزارش خواهند شد. *** حسین بیگی- سید عبدالکریم سجادی دانشگاه فردوسی مشهد زمستان 1396