本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機同時集成輸出電能的連接方法。

背景技術(shù)：

隨著智能可穿戴設(shè)備的蓬勃發(fā)展，人們對輕便價廉的便攜式柔性可持續(xù)電源的需求日益凸顯。人們一直夢想實現(xiàn)一種能夠織入衣服的電源技術(shù)，其能夠收集光、風(fēng)、身體運動等各種環(huán)境能量，并轉(zhuǎn)化為電能來驅(qū)動隨身電子設(shè)備不間斷工作。

近年來發(fā)展出一類基于摩擦起電效應(yīng)和靜電感應(yīng)相結(jié)合的摩擦納米發(fā)電機(TENG)，這種新型的發(fā)電技術(shù)能夠用來將機械能轉(zhuǎn)化為電能。TENG作為一種能量產(chǎn)生單元，在其內(nèi)部的電路中，由于摩擦電效應(yīng)，兩個摩擦電極性不同的摩擦材料薄層之間會發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移而使得二者之間形成一個電勢差；在外部電路中，電子在電勢差的驅(qū)動下在兩個分別粘貼在摩擦電材料層背面的電極之間或者電極與地之間流動，從而來平衡這個電勢差。與傳統(tǒng)的太陽能電池不同，TENG具有高阻抗、大電壓、低電流等特點，并且發(fā)出來的電是交流信號

尤其是，當(dāng)摩擦納米發(fā)電機與太陽能電池進行混合輸出時，由于其內(nèi)阻R_TENG遠大于太陽能電池的內(nèi)阻R_DSSC，若進行簡單的串聯(lián)會導(dǎo)致太陽能電池織物DSSC的輸出阻抗過大，電流幾乎為零。同時由于摩擦納米發(fā)電機輸出的電信號的性能為高電壓、低電流的交流電，因此由于R_DSSC遠小于R_TENG會導(dǎo)致I_DSSC大于I_TENG，采用以上并聯(lián)的方式，在同時采集光能與機械能時，TENG被短路從而嚴重的弱化了用于采集機械能的TENG的性能輸出。這就亟需本領(lǐng)域技術(shù)人員解決相應(yīng)的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機同時集成輸出電能的連接方法。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機同時集成輸出電能的連接方法，包括：

太陽能電池織物由具有纖維結(jié)構(gòu)的光陽極與纖維結(jié)構(gòu)的對電極直接交錯編織或纏繞連接組成；摩擦納米發(fā)電機由界面電子吸附能力不同的兩部分電極組成，當(dāng)兩部分電極接觸并分離后其中一個電極帶負電，另一個電極帶正電；在太陽能電池織物的光陽極上或?qū)﹄姌O上接入具有單向?qū)ㄌ匦缘脑?，然后再與摩擦納米發(fā)電機的兩個電極并聯(lián)，從而匹配兩者的電氣輸出特性，實現(xiàn)同時集成輸出。

上述技術(shù)方案的有益效果為：解決了摩擦納米發(fā)電機輸出阻抗較高，容易通過低阻抗的太陽能電池被短路的技術(shù)難題，以提供一種更輕便、易集成，無需人為時時調(diào)節(jié)的解決方案。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機同時集成輸出電能的連接方法，優(yōu)選的，還包括：所述太陽能電池織物包括：纖維結(jié)構(gòu)的光陽極是由在導(dǎo)電纖維基底上組裝包括硅、染料敏化的納米氧化物、鈣鈦礦、銅銀鎵硒、砷化嫁、硫化鎘、硒化鎘、有機半導(dǎo)體等材料構(gòu)成，其在太陽光照射下向外電路輸出電子。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機同時集成輸出電能的連接方法，優(yōu)選的，還包括：所述太陽能電池織物的對電極包括：對電極為直徑1μm到1mm，并且表面包覆金、鉑、導(dǎo)電高分子或含碳材料的導(dǎo)電纖維，該導(dǎo)電纖維的芯層能夠是金屬纖維、含碳纖維、高分子纖維、玻璃纖維、包裹導(dǎo)電材料的高分子纖維或包裹導(dǎo)電材料的玻璃纖維。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機同時集成輸出電能的連接方法，優(yōu)選的，還包括：所述太陽能電池織物的光陽極包括：導(dǎo)電纖維基底能夠是金屬纖維、含碳纖維、外層包裹導(dǎo)電材料的高分子纖維或外層包裹導(dǎo)電材料的玻璃纖維，導(dǎo)電纖維基底直徑為1μm到1mm。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機同時集成輸出電能的連接方法，優(yōu)選的，還包括：所述摩擦納米發(fā)電機包括：摩擦納米發(fā)電機有兩部分電極共同組成，兩部分電極均為能夠彎曲的纖維、管、條、帶或薄片，當(dāng)它們接觸并分離后其中一個電極帶負電，另一個電極帶正電。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機同時集成輸出電能的連接方法，優(yōu)選的，還包括：所述摩擦納米發(fā)電機中的接觸并分離后帶正電的電極包括：金屬、含碳材料、導(dǎo)電氧化物、導(dǎo)電高分子以及表面包覆導(dǎo)電材料的高分子材料，。其厚度為10μm到1mm。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機同時集成輸出電能的連接方法，優(yōu)選的，還包括：所述摩擦納米發(fā)電機中的接觸并分離后帶負電的電極包括：在厚度為10μm到1mm的金屬、含碳材料、導(dǎo)電氧化物、導(dǎo)電高分子或外層包覆導(dǎo)電材料的高分子基底表面，再額外涂覆一層厚度為10nm到100μm的電負性材料，該電負性材料能夠是聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯醇樹脂(PVA)、聚氟乙烯(PVC)、環(huán)氧樹脂、聚苯乙烯、丁腈橡膠、聚碳酸酯、丁苯橡膠、聚酰亞胺、氯丁橡膠、乳膠、氟橡膠、表氨醇橡膠、海伯倫橡膠、丁基橡膠、三元乙丙橡膠的任一種或組合。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機同時集成輸出電能的連接方法，優(yōu)選的，還包括：還包括：具有單向?qū)ㄌ匦缘脑嵌O管、整流橋的任意兩端或者具有電流方向判斷功能的開關(guān)元件。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機同時集成輸出電能的連接方法，優(yōu)選的，還包括：還包括：光陽極與具有單向?qū)ㄌ匦缘脑B接，或者對電極與具有單向?qū)ㄌ匦缘脑B接，或者光陽極以及對電極均與不同的具有單向?qū)ㄌ匦缘脑B接，但是太陽能電池織物輸出的電流方向必須與所連接的具有單向?qū)ㄌ匦缘脑膶?dǎo)通方向一致。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機同時集成輸出電能的連接方法，優(yōu)選的，還包括：太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機并聯(lián)輸出時，光陽極能夠直接與摩擦納米發(fā)電機的任意一極或摩擦納米發(fā)電機經(jīng)過整流器整流后的負電極端相連，也能夠在通過具有單向?qū)ㄌ匦缘脑院笤倥c摩擦納米發(fā)電機的任意一極或摩擦納米發(fā)電機經(jīng)過整流器整流后的負電極端相連。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

在太陽能電池織物的光陽極上或?qū)﹄姌O上接入具有單向?qū)ㄌ匦缘脑?，如二極管、整流橋及新型的開關(guān)元件，同時保持太陽能電池織物輸出的電流方向，必須與所連接的具有單向?qū)ㄌ匦缘脑膶?dǎo)通方向一致，然后再將其與摩擦納米發(fā)電機的兩個電極并聯(lián)，從而匹配兩者的電氣輸出特性，實現(xiàn)同時集成輸出。

該系統(tǒng)輸出電流穩(wěn)定，能夠集成輸出，保證工作穩(wěn)態(tài)，織物材料本身設(shè)計合理。尤其針對可穿戴技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，解決了摩擦納米發(fā)電機輸出阻抗較高，容易通過低阻抗的太陽能電池被短路的技術(shù)難題，以提供一種更輕便、易集成，無需人為時時調(diào)節(jié)的解決方案。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明太陽能電池對電極與整流二極管連接方式示意圖；

圖2是本發(fā)明太陽能電池光陽極與整流二極管連接方式示意圖1；

圖3是本發(fā)明太陽能電池光陽極與整流二極管連接方式示意圖2；

圖4是本發(fā)明摩擦納米發(fā)電機雙層平板示意圖；

圖5是本發(fā)明摩擦納米發(fā)電機單層平板示意圖；

圖6是本發(fā)明摩擦納米發(fā)電機單層織物示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，能夠是機械連接或電連接，也能夠是兩個元件內(nèi)部的連通，能夠是直接相連，也能夠通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，能夠根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。

如圖1，2和3所示，本發(fā)明公開一種太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機織物同時集成輸出的連接方法，太陽能電池織物由具有纖維結(jié)構(gòu)的光陽極與纖維結(jié)構(gòu)的對電極直接交錯編織或纏繞連接組成；摩擦納米發(fā)電機由界面電子吸附能力不同的兩個電極組成，當(dāng)兩個電極接觸并分離后其中一個電極帶負電，另一個電極帶正電；在太陽能電池織物的光陽極上或?qū)﹄姌O上接入具有單向?qū)ㄌ匦缘脑缓笤賹⑵渑c摩擦納米發(fā)電機的兩個電極并聯(lián)，從而匹配兩者的電氣輸出特性，實現(xiàn)同時集成輸出。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機織物同時集成輸出的連接方法，優(yōu)選的，所述摩擦納米發(fā)電機中，接觸并分離后帶負電的電極表面能夠包覆薄層高分子材料，該層厚度能夠為10nm到100μm，所包覆的高分子材料能夠是，聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯醇樹脂(PVA)、聚氟乙烯(PVC)、環(huán)氧樹脂、聚苯乙烯、丁腈橡膠、聚碳酸酯、丁苯橡膠、聚酰亞胺、氯丁橡膠、乳膠、氟橡膠、表氨醇橡膠、海伯倫橡膠、丁基橡膠、三元乙丙橡膠。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機織物同時集成輸出的連接方法，優(yōu)選的，所述的太陽能電池織物中，其特征在于：具有纖維結(jié)構(gòu)的光陽極在光照下對外電路流出電子，單根光陽極的直徑為1μm到1mm；具有纖維結(jié)構(gòu)的對電極在光照下對外電路流入電子，單根對電極的直徑為1μm到1mm。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機織物同時集成輸出的連接方法，優(yōu)選的，具有單向?qū)ㄌ匦缘脑軌蚴嵌O管、整流橋的其中兩端及具有電流方向判斷功能的開關(guān)元件。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機織物同時集成輸出的連接方法，優(yōu)選的，能夠光陽極與具有單向?qū)ㄌ匦缘脑B接，也能夠?qū)﹄姌O與具有單向?qū)ㄌ匦缘脑B接，還能夠光陽極以及對電極均與不同的具有單向?qū)ㄌ匦缘脑B接，但是太陽能電池織物輸出的電流方向必須與所連接的具有單向?qū)ㄌ匦缘脑膶?dǎo)通方向一致。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機織物同時集成輸出的連接方法，優(yōu)選的，其太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機并聯(lián)輸出時，光陽極能夠與摩擦納米發(fā)電機的任意一極直接連接，也能夠?qū)⒐怅枠O與摩擦納米發(fā)電機經(jīng)過整流器整流后的負電極端相連。

所述太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機織物同時集成輸出的連接方法，優(yōu)選的，能夠光陽極與二極管連接，也能夠?qū)﹄姌O與二極管連接，還能夠光陽極以及對電極均與不同的二極管連接，但是太陽能電池織物的電流輸出方向必須與所連接的單向?qū)ǖ亩O管方向一致。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能電池織物與摩擦納米發(fā)電機織物(TENG)同時集成輸出的連接方法。實現(xiàn)該方法的步驟如下：

如圖1，2和3所示，(1)太陽能電池兩極的構(gòu)建

太陽能電池織物光照下，對外電路流出電子的具有纖維結(jié)構(gòu)的光陽極，與光照下對外電路流入電子的纖維結(jié)構(gòu)的對電極，直接交錯編織或纏繞連接組成。直徑為1μm到1mm起收集電子作用的光陽極基底纖維，能夠是鈦絲、銅絲、化學(xué)鍍銅修飾后的聚合物；直徑為1μm到1mm的對電極能夠為金絲、經(jīng)過離子濺射法鍍金后的銅絲、以及化學(xué)鍍銅修飾后的聚合物。

如圖4、5和6所示，(2)摩擦納米發(fā)電機兩極的構(gòu)建

摩擦納米發(fā)電機由界面電子吸附能力不同的兩個電極組成，當(dāng)兩個電極接觸并分離后其中一個電極帶負電，另一個電極帶正電；接觸并分離后帶負電的電極表面能夠包覆薄層高分子材料，該層厚度能夠為10nm到100μm，所包覆的高分子材料，如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯醇樹脂(PVA)。接觸并分離后帶正電的電極材料，如金屬片、以及包覆薄層高分子材料電極。

(3)線路的連接

在太陽能電池織物的光陽極上或?qū)﹄姌O上接入具有單向?qū)ㄌ匦缘脑缍O管、整流橋及新型的開關(guān)元件，同時保持太陽能電池織物輸出的電流方向，必須與所連接的具有單向?qū)ㄌ匦缘脑膶?dǎo)通方向一致，然后再將其與摩擦納米發(fā)電機的兩個電極并聯(lián)，從而匹配兩者的電氣輸出特性，實現(xiàn)同時集成輸出。

實施例1 太陽能電池織物與雙層摩擦納米發(fā)電機的并聯(lián)連接

1：太陽能織物的制作

(1)選用打磨、清洗后的銅絲(直徑為200微米)或者化學(xué)鍍銅修飾后的聚合物作為基底，通過濕法電鍍的方法得到Cu/Mn的復(fù)合金屬纖維，然后通過水熱生長氧化鋅、染料浸泡、CuI涂覆的過程制備出太陽能電池的光陽極。

(2)通過離子濺射的方法，在銅絲(直徑0.2mm)的表面鍍金得到Cu/Au復(fù)合金屬纖維，金層的厚度為100nm之間。

(3)選用Cu/Au復(fù)合金屬纖維作為織物的經(jīng)線，并保持金屬纖維之間的距離為1mm，太陽能電池的光陽極通過其他纖維進行牽引，作為織物的緯線。將經(jīng)線、緯線通過相互交錯方式進行平紋編織，即可得到太陽能電池織物。

2：雙層摩擦納米發(fā)電機的制作

(1)將厚度僅為0.2mm的聚酰亞胺Kapton薄膜裁剪成4×4cm²的薄膜，通過真空濺射的方法，在聚酰亞胺Kapton薄膜的背面鍍上厚度為100nm的Au層并連接導(dǎo)線，此記為雙層摩擦納米發(fā)電機的A極。

(2)將厚度0.5mm的鋁片裁剪成4×4cm2的大小，此記為雙層摩擦納米發(fā)電機的B極。

3：線路的連接

將太陽能電池織物的光陽極和整流二極管的P極相連，整流二極管的N級和雙層摩擦納米發(fā)電機的A極連接；將太陽能電池織物的對電極和雙層摩擦納米發(fā)電機的B極連接。同時A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的工作電極相連，A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的對電極與參比電極相連。整個回路構(gòu)成并聯(lián)。

4：測試

在只有光照的條件下，太陽能織物性能正常輸出，開路電壓為3V，短路電流為1mA，功率達到3mW。在只采集機械能時，雙層摩擦納米發(fā)電機的開路電壓為70V，短路電流為50μA，瞬時功率達到3.5mW。在同時采集光能、機械能時，開路電壓為73V，短路電流為1.05mA，瞬時功率達到73.5mW。

實施例2 太陽能電池織物與雙層摩擦納米發(fā)電機的并聯(lián)連接

1：太陽能織物的制作

(1)選用打磨、清洗后的銅絲(直徑為200微米)或者化學(xué)鍍銅修飾后的聚合物作為基底，通過濕法電鍍的方法得到Cu/Mn的復(fù)合金屬纖維，Cu/Mn的復(fù)合金屬纖維上通過燒結(jié)，生成一層致密的厚度為500nm氧化鋅。在100℃下涂覆鈣鈦礦層，鈣鈦礦層的厚度為500nm，接著在常溫條件下在鈣鈦礦層表面，形成厚度為200nm的電子傳輸層，即得到鈣鈦礦電池的光陽極

(2)通過離子濺射的方法，在銅絲(直徑0.2mm)的表面鍍金得到Cu/Au復(fù)合金屬纖維，金層的厚度為100nm之間。

(3)選用Cu/Au復(fù)合金屬纖維作為織物的經(jīng)線，并保持金屬纖維之間的距離為1mm，太陽能電池的光陽極通過其他纖維進行牽引，作為織物的緯線。將經(jīng)線、緯線通過相互交錯方式進行平紋編織，即可得到太陽能電池織物。

2：雙層摩擦納米發(fā)電機的制作

(1)將厚度僅為0.2mm的聚酰亞胺Kapton薄膜裁剪成4×4cm2的薄膜，通過真空濺射的方法，在聚酰亞胺Kapton薄膜的背面鍍上厚度為100nm的Au層并連接導(dǎo)線，此記為雙層摩擦納米發(fā)電機的A極。

(2)將厚度0.5mm的銅片裁剪成4×4cm2的大小，此記為雙層摩擦納米發(fā)電機的B極。

3：線路的連接

將太陽能電池織物的光陽極和整流二極管的P極相連，整流二極管的N級和雙層摩擦納米發(fā)電機的A極連接；將太陽能電池織物的對電極和雙層摩擦納米發(fā)電機的B極連接。同時A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的工作電極相連，A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的對電極與參比電極相連。整個回路構(gòu)成并聯(lián)。

4：測試

在只有光照的條件下，太陽能織物性能正常輸出，開路電壓為1V，短路電流為1mA，功率達到1mW。在只采集機械能時，雙層摩擦納米發(fā)電機的開路電壓為85V，短路電流為35μA，瞬時功率達到3.0mW。在同時采集光能、機械能時，開路電壓為86V，短路電流為1.35mA，瞬時功率達到116.1mW。

實施例3 太陽能電池織物與雙層摩擦納米發(fā)電機的并聯(lián)連接

1：太陽能織物的制作

(1)選用打磨、清洗后的銅絲(直徑為200微米)或者化學(xué)鍍銅修飾后的聚合物作為基底，通過濕法電鍍的方法得到Cu/Mn的復(fù)合金屬纖維，然后通過水熱生長氧化鋅、染料浸泡、CuI涂覆的過程制備出太陽能電池的光陽極。

(2)通過離子濺射的方法，在銅絲(直徑0.2mm)的表面鍍金得到Cu/Au復(fù)合金屬纖維，金層的厚度為100nm之間。

(3)選用Cu/Au復(fù)合金屬纖維作為織物的經(jīng)線，并保持金屬纖維之間的距離為1mm，太陽能電池的光陽極通過其他纖維進行牽引，作為織物的緯線。將經(jīng)線、緯線通過相互交錯方式進行平紋編織，即可得到太陽能電池織物。

2：雙層摩擦納米發(fā)電機的制作

(1)將厚度僅為0.2mm的聚酰亞胺Kapton薄膜裁剪成4×4cm2的薄膜，通過真空濺射的方法，在聚酰亞胺Kapton薄膜的背面鍍上厚度為100nm的Au層并連接導(dǎo)線，此記為雙層摩擦納米發(fā)電機的A極。

(2)將厚度僅為0.2mm的聚四氟乙烯薄膜裁剪成4×4cm2的薄膜，通過真空濺射的方法，在聚四氟乙烯薄膜的背面鍍上厚度為100nm的Au層并連接導(dǎo)線，此記為雙層摩擦納米發(fā)電機的B極

3：線路的連接

將太陽能電池織物的光陽極和整流二極管的P極相連，整流二極管的N級和雙層摩擦納米發(fā)電機的A極連接；將太陽能電池織物的對電極和雙層摩擦納米發(fā)電機的B極連接。同時A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的工作電極相連，A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的對電極與參比電極相連。整個回路構(gòu)成并聯(lián)。

4：測試

在只有光照的條件下，太陽能織物性能正常輸出，開路電壓為3V，短路電流為1mA，功率達到3mW。在只采集機械能時，雙層摩擦納米發(fā)電機的開路電壓為40V，短路電流為20μA，瞬時功率達到0.8mW。在同時采集光能、機械能時，開路電壓為43V，短路電流為1.02mA，瞬時功率達到43.86mW。

實施例4 太陽能電池織物與雙層摩擦納米發(fā)電機的并聯(lián)連接

1：太陽能織物的制作

(1)選用打磨、清洗后的銅絲(直徑為200微米)或者化學(xué)鍍銅修飾后的聚合物作為基底，通過濕法電鍍的方法得到Cu/Mn的復(fù)合金屬纖維，Cu/Mn的復(fù)合金屬纖維上通過燒結(jié)，生成一層致密的厚度為500nm氧化鋅。在100℃下涂覆鈣鈦礦層，鈣鈦礦層的厚度為500nm，接著在常溫條件下在鈣鈦礦層表面，形成厚度為200nm的電子傳輸層，即得到鈣鈦礦電池的光陽極

(2)通過離子濺射的方法，在銅絲(直徑0.2mm)的表面鍍金得到Cu/Au復(fù)合金屬纖維，金層的厚度為100nm之間。

(3)選用Cu/Au復(fù)合金屬纖維作為織物的經(jīng)線，并保持金屬纖維之間的距離為1mm，太陽能電池的光陽極通過其他纖維進行牽引，作為織物的緯線。將經(jīng)線、緯線通過相互交錯方式進行平紋編織，即可得到太陽能電池織物。

2：雙層摩擦納米發(fā)電機的制作

(1)將厚度僅為0.2mm的聚偏氟乙烯薄膜裁剪成4×4cm2的薄膜，通過真空濺射的方法，在聚酰亞胺Kapton薄膜的背面鍍上厚度為100nm的Au層并連接導(dǎo)線，此記為雙層摩擦納米發(fā)電機的A極。

(2)將厚度僅為0.2mm的聚二甲基硅氧烷薄膜裁剪成4×4cm2的薄膜，通過真空濺射的方法，在聚四氟乙烯薄膜的背面鍍上厚度為100nm的Au層并連接導(dǎo)線，此記為雙層摩擦納米發(fā)電機的B極

3：線路的連接

將太陽能電池織物的光陽極和整流二極管的P極相連，整流二極管的N級和雙層摩擦納米發(fā)電機的A極連接；將太陽能電池織物的對電極和雙層摩擦納米發(fā)電機的B極連接。同時A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的工作電極相連，A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的對電極與參比電極相連。整個回路構(gòu)成并聯(lián)。

4：測試

在只有光照的條件下，太陽能織物性能正常輸出，開路電壓為1V，短路電流為1mA，功率達到1mW。在只采集機械能時，雙層摩擦納米發(fā)電機的開路電壓為40V，短路電流為20μA，瞬時功率達到0.8mW。在同時采集光能、機械能時，開路電壓為41V，短路電流為1.2mA，瞬時功率達到49.2mW。

實施例5 太陽能電池織物與單層摩擦納米發(fā)電機的并聯(lián)連接

1：太陽能織物的制作

(1)選用打磨、清洗后的銅絲(直徑為200微米)或者化學(xué)鍍銅修飾后的聚合物作為基底，通過濕法電鍍的方法得到Cu/Mn的復(fù)合金屬纖維，然后通過水熱生長氧化鋅、染料浸泡、CuI涂覆的過程制備出太陽能電池的光陽極。

(2)通過離子濺射的方法，在銅絲(直徑0.2mm)的表面鍍金得到Cu/Au復(fù)合金屬纖維，金層的厚度為100nm之間。

(3)選用Cu/Au復(fù)合金屬纖維作為織物的經(jīng)線，并保持金屬纖維之間的距離為1mm，太陽能電池的光陽極通過其他纖維進行牽引，作為織物的緯線。將經(jīng)線、緯線通過相互交錯方式進行平紋編織，即可得到太陽能電池織物。

2：單層摩擦納米發(fā)電機織物的制作

(1)通過物理氣相沉積的方法，在刻蝕后的紙張上沉積厚度為100nm的銅層，最終形成多孔紙電極。

(2)厚度為25μm的聚四氟乙烯薄膜，通過薄荷醇、異丙醇、去離子水經(jīng)行清洗后，通過直流濺射的方法在聚四氟乙烯薄膜的一面沉積厚度為100nm的銅層。通過電感耦合等離子體的方法在聚四氟乙烯薄膜的另一面，獲得納米線的陣列。

(3)將多孔紙電極和聚四氟乙烯薄膜上具有納米線的陣列的一面進行粘連，即構(gòu)成了單層裝的摩擦納米發(fā)電機。其中多孔紙電極的本身作為摩擦納米發(fā)電機的A極，而聚四氟乙烯鍍銅面作為摩擦納米發(fā)電機的B極。

3：線路的連接

將太陽能電池織物的光陽極和整流二極管的P極相連，整流二極管的N級和雙層摩擦納米發(fā)電機的A極連接；將太陽能電池織物的對電極和雙層摩擦納米發(fā)電機的B極連接。同時A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的工作電極相連，A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的對電極與參比電極相連。整個回路構(gòu)成并聯(lián)。

4：測試

在只有光照的條件下，太陽能織物性能正常輸出，開路電壓為3V，短路電流為1mA，功率達到3mW。在聲壓為117dBSPL頻率為250Hz時，單層摩擦納米發(fā)電機的開路電壓為40V，短路電流為35μA，瞬時功率達到1.4mW。在同時采集光能、聲能能時，開路電壓為43V，短路電流為1.35mA，瞬時功率達到58.05mW。

實施例6 太陽能電池織物與單層摩擦納米發(fā)電機織物的并聯(lián)連接

1：太陽能織物的制作

(1)選用打磨、清洗后的銅絲(直徑為200微米)或者化學(xué)鍍銅修飾后的聚合物作為基底，通過濕法電鍍的方法得到Cu/Mn的復(fù)合金屬纖維，然后通過水熱生長氧化鋅、染料浸泡、CuI涂覆的過程制備出太陽能電池的光陽極。

(2)通過離子濺射的方法，在銅絲(直徑0.2mm)的表面鍍金得到Cu/Au復(fù)合金屬纖維，金層的厚度為100nm之間。

(3)選用Cu/Au復(fù)合金屬纖維作為織物的經(jīng)線，并保持金屬纖維之間的距離為1mm，太陽能電池的光陽極通過其他纖維進行牽引，作為織物的緯線。將經(jīng)線、緯線通過相互交錯方式進行平紋編織，即可得到太陽能電池織物。

2：單層摩擦納米發(fā)電機織物的制作

(1)將厚度僅為0.2mm的聚酰亞胺Kapton薄膜裁剪成4×4cm2的薄膜，通過真空濺射的方法，在聚酰亞胺Kapton薄膜的背面鍍上厚度為100nm的Au層。

(2)將兩張聚酰亞胺Kapton薄膜鍍金的一面，通過雙面膠進行相互粘連構(gòu)成一個整體，然后使用激光刻蝕機將其切割成寬度為1mm的條狀。

(3)選用Cu/Au復(fù)合金屬纖維作為織物的經(jīng)線，并保持金屬纖維之間的距離為1mm，條狀的摩擦納米發(fā)電機通過其他纖維進行牽引，作為織物的緯線。將經(jīng)線、緯線通過相互交錯方式進行平紋編織，即可單層摩擦納米發(fā)電機織物。該織物中，經(jīng)線Cu/Au復(fù)合金屬纖維作為單層摩擦納米發(fā)電機織物的A極，和聚酰亞胺Kapton薄膜鍍金的一面進行連接的導(dǎo)線作為單層摩擦納米發(fā)電機織物的B極。

3：線路的連接

將太陽能電池織物的光陽極和整流二極管的P極相連，整流二極管的N級和雙層摩擦納米發(fā)電機的A極連接；將太陽能電池織物的對電極和雙層摩擦納米發(fā)電機的B極連接。同時A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的工作電極相連，A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的對電極與參比電極相連。整個回路構(gòu)成并聯(lián)。

4：測試

在只有光照的條件下，太陽能織物性能正常輸出，開路電壓為3V，短路電流為1mA，功率達到3mW。在只采集機械能時，雙層摩擦納米發(fā)電機的開路電壓為80V，短路電流為30μA，瞬時功率達到2.4mW。在同時采集光能、機械能時，開路電壓為83V，短路電流為1.03mA，瞬時功率達到85.5mW。

實施例7 太陽能電池織物與單層摩擦納米發(fā)電機織物的并聯(lián)連接

1：太陽能織物的制作

(1)選用打磨、清洗后的銅絲(直徑為200微米)或者化學(xué)鍍銅修飾后的聚合物作為基底，通過濕法電鍍的方法得到Cu/Mn的復(fù)合金屬纖維，Cu/Mn的復(fù)合金屬纖維上通過燒結(jié)，生成一層致密的厚度為500nm氧化鋅。在100℃下涂覆鈣鈦礦層，鈣鈦礦層的厚度為500nm，接著在常溫條件下在鈣鈦礦層表面，形成厚度為200nm的電子傳輸層，即得到鈣鈦礦電池的光陽極

(2)通過離子濺射的方法，在銅絲(直徑0.2mm)的表面鍍金得到Cu/Au復(fù)合金屬纖維，金層的厚度為100nm之間。

(3)選用Cu/Au復(fù)合金屬纖維作為織物的經(jīng)線，并保持金屬纖維之間的距離為1mm，太陽能電池的光陽極通過其他纖維進行牽引，作為織物的緯線。將經(jīng)線、緯線通過相互交錯方式進行平紋編織，即可得到太陽能電池織物。

2：單層摩擦納米發(fā)電機織物的制作

(1)將厚度僅為0.2mm的聚酰亞胺Kapton薄膜裁剪成4×4cm2的薄膜，通過真空濺射的方法，在聚酰亞胺Kapton薄膜的背面鍍上厚度為100nm的Au層。

(2)將兩張聚酰亞胺Kapton薄膜鍍金的一面，通過雙面膠進行相互粘連構(gòu)成一個整體，然后使用激光刻蝕機將其切割成寬度為1mm的條狀。

(3)選用Cu/Au復(fù)合金屬纖維作為織物的經(jīng)線，并保持金屬纖維之間的距離為1mm，條狀的摩擦納米發(fā)電機通過其他纖維進行牽引，作為織物的緯線。將經(jīng)線、緯線通過相互交錯方式進行平紋編織，即可單層摩擦納米發(fā)電機織物。該織物中，經(jīng)線Cu/Au復(fù)合金屬纖維作為單層摩擦納米發(fā)電機織物的A極，和聚酰亞胺Kapton薄膜鍍金的一面進行連接的導(dǎo)線作為單層摩擦納米發(fā)電機織物的B極。

3：線路的連接

將太陽能電池織物的光陽極和整流二極管的P極相連，整流二極管的N級和雙層摩擦納米發(fā)電機的A極連接；將太陽能電池織物的對電極和雙層摩擦納米發(fā)電機的B極連接。同時A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的工作電極相連，A極處通過導(dǎo)線和電化學(xué)工作站的對電極與參比電極相連。整個回路構(gòu)成并聯(lián)。

4：測試

在只有光照的條件下，太陽能織物性能正常輸出，開路電壓為1V，短路電流為1mA，功率達到1mW。在只采集機械能時，雙層摩擦納米發(fā)電機的開路電壓為80V，短路電流為30μA，瞬時功率達到2.4mW。在同時采集光能、機械能時，開路電壓為81V，短路電流為1.03mA，瞬時功率達到83.43mW。

鈣鈦礦電池的做法：由FTO導(dǎo)電玻璃作為襯底，在FTO表面涂上二氧化鈦致密層和二氧化鈦多孔層，再做上多孔支架層，作為鈣鈦礦材料的支撐結(jié)構(gòu)，將鈣鈦礦材料填充進去，做上空穴傳輸層和背電極。這是其基本結(jié)構(gòu)。

其中圖1中標號1為DSSC光陽極、2為DSSC對電極、3為DSSC光陽極的基底(銅)、4為導(dǎo)線、5為二極管；

圖2中標號1為為DSSC光陽極、2為DSSC對電極、3為DSSC光陽極的基底(銅)、4為導(dǎo)線、5為二極管；

圖3中標號1為為DSSC光陽極、2為DSSC對電極、3為DSSC光陽極的基底(銅)、4為導(dǎo)線、5為二極管；

圖4中標號1為TENG的電極1、2為TENG的電極表面包覆薄型高分子材料1、3為TENG的電極表面包覆薄型高分子材料2、4為TENG的電極2、5為導(dǎo)線；

圖5中標號1為導(dǎo)線、2為TENG的導(dǎo)電電極、3為TENG的電極表面包覆薄型高分子材料。

圖6中標號1為TENG的電極表面包覆薄型高分子材料、2為TENG的導(dǎo)電基底、3為對電極(經(jīng)線)、4為導(dǎo)線。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點能夠在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下能夠?qū)@些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。