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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