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第1章 绪论 1

1.1 能量转换和储存器件的发展 1

1.1.1 能量转换 1

1.1.2 能量储存 1

1.2 传统平面状能源器件面临的挑战 2

1.3 纤维状能源器件的兴起 3

1.3.1 纤维状能量转换器件 3

1.3.2 纤维状能量储存器件 3

1.3.3 纤维状集成器件 4

1.4 纤维状能源器件的最新进展 4

参考文献 5

第2章 导电纤维 7

2.1 引言 7

2.2 金属丝 8

2.2.1 钛丝 8

2.2.2 不锈钢丝 10

2.2.3 其他金属丝 10

2.3 碳纳米管纤维 11

2.3.1 制备方法 11

2.3.2 可纺碳纳米管阵列 15

2.4 石墨烯纤维 23

2.4.1 石墨烯的合成 23

2.4.2 石墨烯纤维的制备 25

2.4.3 石墨烯纤维的性能 26

2.4.4 复合纤维 27

2.5 碳纤维和高分子纤维 27

2.5.1 碳纤维 27

2.5.2 高分子纤维 27

2.6 总结 28

参考文献 29

第3章 纤维状染料敏化太阳能电池 33

3.1 染料敏化太阳能电池概述 33

3.1.1 热力学原理 34

3.1.2 动力学过程 37

3.1.3 材料 41

3.1.4 表征 43

3.1.5 小结 43

3.2 纤维状染料敏化太阳能电池概述 43

3.2.1 金属电极 44

3.2.2 非金属电极 46

3.3 缠绕结构的纤维状染料敏化太阳能电池 46

3.3.1 工作电极 47

3.3.2 对电极 52

3.3.3 电解质 57

3.4 同轴结构的纤维状染料敏化太阳能电池 58

3.5 纤维状染料敏化太阳能电池的功能化 60

3.6 展望 63

参考文献 64

第4章 纤维状聚合物太阳能电池 67

4.1 聚合物太阳能电池概述 67

4.1.1 工作原理 67

4.1.2 器件结构 69

4.1.3 材料 70

4.1.4 表征 72

4.1.5 总结 73

4.2 纤维状聚合物太阳能电池概述 73

4.2.1 缠绕结构的纤维状聚合物太阳能电池 73

4.2.2 同轴结构的纤维状聚合物太阳能电池 74

4.3 基于碳纳米管的纤维状聚合物太阳能电池 76

4.4 展望 81

参考文献 81

第5章 纤维状钙钛矿太阳能电池 83

5.1 钙钛矿太阳能电池概述 83

5.1.1 工作原理 84

5.1.2 器件结构 86

5.1.3 材料 88

5.1.4 小结 89

5.2 柔性钙钛矿太阳能电池 89

5.3 纤维状的钙钛矿太阳能电池 91

5.4 可拉伸纤维状钙钛矿太阳能电池 93

5.5 总结与展望 97

参考文献 97

第6章 纤维状超级电容器 99

6.1 超级电容器概述 99

6.1.1 储能原理 100

6.1.2 电极材料 102

6.1.3 纤维状超级电容器 105

6.2 缠绕结构的纤维状超级电容器 105

6.2.1 概述 105

6.2.2 碳纳米管纤维／钛丝复合超级电容器 107

6.2.3 碳纳米管纤维／导电高分子复合纤维 107

6.2.4 碳纳米管复合纤维 108

6.2.5 石墨烯纤维 108

6.3 同轴纤维状超级电容器 109

6.3.1 结构 110

6.3.2 制备 111

6.3.3 同轴结构纤维状超级电容器的性能 112

6.4 多功能纤维状超级电容器 115

6.4.1 可拉伸的纤维状超级电容器 115

6.4.2 智能变色的纤维状超级电容器 117

参考文献 119

第7章 纤维状锂离子电池 121

7.1 锂离子电池概述 121

7.1.1 基本原理 122

7.1.2 正极 124

7.1.3 负极 125

7.1.4 电解质 126

7.2 柔性锂离子电池 127

7.2.1 平面状柔性锂离子电池 127

7.2.2 可拉伸锂离子电池 128

7.2.3 电缆状的锂离子电池 129

7.3 纤维状的锂离子电池 130

7.3.1 纤维状的CNT／MnO2正极 131

7.3.2 纤维状CNT／Si负极 133

7.3.3 纤维状LiMn2O4-Si电池 136

7.3.4 纤维状的LiMn2O4-Li4TisO12电池 139

7.4 展望 144

参考文献 145

第8章 纤维状集成器件 147

8.1 集成器件概述 147

8.1.1 一体化器件 147

8.1.2 组装器件 149

8.1.3 材料和表征 151

8.1.4 小结 151

8.2 纤维状集成器件概述 151

8.3 染料敏化太阳能电池和超级电容器的集成器件 152

8.3.1 同轴结构的集成器件 152

8.3.2 缠绕结构的集成器件 155

8.4 聚合物太阳能电池和超级电容器集成器件 157

8.5 可拉伸纤维状集成器件 158

8.6 展望 159

参考文献 160

第9章 纤维状发光器件 162

9.1 有机发光器件概述 162

9.2 有机发光二极管 162

9.2.1 OLED概述 162

9.2.2 工作机理 163

9.2.3 器件结构 165

9.2.4 材料 166

9.3 聚合物发光电化学池 171

9.3.1 PLEC概述与研究进展 171

9.3.2 工作原理与器件结构 171

9.3.3 材料 174

9.3.4 PLEC性能表征 177

9.4 纤维状发光器件 179

9.4.1 概述 179

9.4.2 纤维状聚合物发光电化学池 179

9.5 展望 185

参考文献 186

第10章 能源织物 189

10.1 能源织物概述 189

10.2 织物状能源器件的制备 190

10.2.1 织物状光伏器件 190

10.2.2 织物状超级电容器 196

10.3 展望 201

参考文献 201

第11章 总结与展望 202

11.1 优势 202

11.2 应用 203

11.3 挑战和展望 204

索引 206

《半导体科学与技术丛书》已出版书目 207