能源在社会发展中一直扮演着重要角色。高标准的生活条件、不断增长的人口数量迫使能源需求与日俱增。
与此同时，石油等传统能源日渐匮乏，污染环境致使全球范围内气候变化。为避免能源危机，科学家致力于寻找新的解决方案，力求改善能源环节已经存在的问题。
除了探究可再生新能源，人们亦将焦点放在研发先进方法材料以提高新能源利用率，降低成本，改善可用性以及降低环境负面影响。譬如若能很好地理解光功能材料激发态的反应活性，将有助于制备新型材料分子用于吸收特定波长范围的太阳光驱使电子传递；又或者人们意识到由于半导体内部结构存在大面积不均匀性，因而模拟内部电荷迁移较困难，如此说来，竭力弄清楚金属电极和活性材料之间用于电荷聚集的界面情况就显得更为重要。
这本书总结了目前改善能源应用的先进材料的技术诀窍和多报交叉学科方法，尤其是太阳能光电板、节能光源、燃料电池、能源储存技术和纳米结构材料等，同时运用独特、前沿的视角审视新能源材料，讨论了新型材料的未来发展趋势。
这本书力求在前沿高级功能材料和尖端能源技术领域启发读者，可作为本科生和研究生教材，也可用作综述或参考书籍供化学、物理、材料科学、药学、医学、纳米技术、光伏技术和新型能源领域的研究人员阅读参考。
