【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源，具体涉及压电-光伏集成装置、制备方法及应用。
技术介绍
1、在碳达峰、碳中和的时代背景下，新能源技术是重要的研究方向。
2、在光伏转化领域，钙钛矿电池作为第三代非硅薄膜电池的代表，备受关注。钙钛矿是无机非金属材料用语，是指与钙钛矿catio3晶体结构相同的一系列材料，业内简称为钙钛矿。钙钛矿电池对比第二代传统晶硅电池，具有如下优势：产业链简化、原材料成本低、原材料生产能耗低、转化效率高、轻薄、柔性、可定制，未来有望广泛应用于电子消费产品、传感器、布料等多种场景。
3、但现有的光伏转化器件，在没有光照时无法提供电能，存在间歇式供电缺陷，应用场景受限的问题。同样的，现有的压电转换器件，在没有应力时也无法提供电能，同样存在间歇式供电缺陷，应用场景受限的问题。而现有技术中也未见将这两种器件有效结合的技术方案，可能是因为仅仅简单地结合这两种器件，其能量转化率低下、输出电能低、输出电能不稳定。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了压电-光伏集成装置、制备方法及应用，解决了现有技术中，光伏转化器件和压电转换器件，存在间歇式供电缺陷，应用场景受限的问题。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本申请第一方面，提供了一种压电-光伏集成装置。本申请压电-光伏集成装置包括压电组件和光伏组件，压电组件包括第一压电电极、压电活性层和第二压电电极；光伏组件包括第一光伏电极、光伏活性层、
4、本申请压电-光伏集成装置将压电组件与光伏组件集成在一个装置中，有光照时，光伏组件可以收集光能并转化为电能；而无光照时，只要压电组件受到应力，就可以收集机械能并转化为电能；当既有光照又有应力时，输出功率会更高更稳定。因此，本申请压电-光伏集成装置可以在多种场景下持续稳定供电。
5、一些实施例中，压电-光伏集成装置为纤维状，第一压电电极构成芯层，第二光伏电极、空穴传输层、光伏活性层、第一光伏电极、第二压电电极、压电活性层依次包覆芯层。
6、一些实施例中，第二压电电极和第一光伏电极的材料独立的为氧化铟锡、二氧化钛、氧化锌中的任一种。
7、一些实施例中，第二压电电极和第一光伏电极的厚度独立的为5μm～10μm。
8、一些实施例中，第二压电电极和第一光伏电极的材料相同，第二压电电极和第一光伏电极形成共用电极层，共用电极层厚度为10μm～12μm。
9、一些实施例中，光伏活性层的材料包括钙钛矿材料；
10、一些实施例中，钙钛矿材料包括二维钙钛矿材料与三维钙钛矿材料的复合材料。
11、一些实施例中，二维钙钛矿材料化学式包括(hooc(ch2)4nh3)2sni4。
12、一些实施例中，三维钙钛矿材料化学式包括ch3nh3sni3-xclx(0≤x≤1)。
13、一些实施例中，二维钙钛矿材料与三维钙钛矿材料质量比为3:197～3:97。
14、一些实施例中，光伏活性层的厚度为8μm～15μm。
15、一些实施例中，空穴传输层的材料包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)中的任一种。
16、一些实施例中，空穴传输层的厚度为15μm～20μm。
17、一些实施例中，第二光伏电极的材料包括金、银、铜中的任一种。
18、一些实施例中，第二光伏电极的厚度为1mm～1.5mm或50nm～100nm。
19、一些实施例中，第二光伏电极为纤维状，并缠绕于空穴传输层表面。
20、一些实施例中，压电活性层的材料包括聚(偏氟乙烯-聚三氟乙烯)，进一步地，聚(偏氟乙烯-聚三氟乙烯)中聚偏氟乙烯和聚三氟乙烯的质量比为70:30～75:25。
21、一些实施例中，压电活性层的厚度为20μm～25μm。
22、一些实施例中，第一压电电极的材料包括钢、金、碳纤维中的任一种。
23、一些实施例中，第一压电电极的直径为2mm～2.5mm。
24、一些实施例中，第一压电电极与第二光伏电极电连接。
25、一些实施例中，本申请压电-光伏集成装置还包括透光保护层，透光保护层包覆第二光伏电极的背离空穴传输层的表面。
26、一些实施例中，透光保护层的材料包括聚己二酰己二胺或聚丙烯。
27、一些实施例中透光保护层厚度为76.2μm～76.8μm。
28、本申请第二方面，提供了压电-光伏集成装置的制备方法。本方法包括如下步骤：
29、提供第一压电电极；
30、按照上文本申请压电-光伏集成装置的结构，在第一压电电极外表面依次形成压电活性层、第二压电电极、第一光伏电极、光伏活性层、空穴传输层和第二光伏电极。
31、本申请压电-光伏集成装置的制备方法，从第一压电电极开始，将压电活性层等结构逐层包覆，最终制得压电-光伏集成装置，实现了压电、光伏组件结构和功能的集成。从而本申请方法制备的压电-光伏集成装置，具有在光照下或者受到应力都能提供电能的性能，可以在多种场景下持续稳定供电，解决了现有技术存在的问题。另外，本申请制备方法能够保证制备的压电-光伏集成装置结构和性能稳定，提高压电-光伏集成装置的良品率。
32、一些实施例中，还包括如下步骤：将第一压电电极与第二光伏电极电连接处理。
33、一些实施例中，还包括如下步骤：在上文本申请第二光伏电极背离空穴传输层的表面形成透光保护层，透光保护层包覆第二光伏电极。
34、本申请第三方面，提供了上文本申请压电-光伏集成装置在织物、可穿戴设备、移动式设备、压敏传感器、光敏传感器中的应用。
35、本申请压电-光伏集成装置应用时，在光照下，光伏组件可以收集光能并转化为电能；而无光照时，只要压电组件受到应力，就可以收集机械能并转化为电能；当既有光照又有应力时，输出功率会更高更稳定，从而可以在多种场景下持续稳定供电。
36、此外，还可以发挥传感器的用途，根据压电组件或光伏组件输出的电流、电压等参数，用于判断装置所处环境的光线变化、风力变化，以及人的运动变化等等。
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1.压电-光伏集成装置，包括压电组件和光伏组件，所述压电组件包括第一压电电极、压电活性层和第二压电电极；所述光伏组件包括第一光伏电极、光伏活性层、空穴传输层和第二光伏电极；
2.如权利要求1所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述压电-光伏集成装置为纤维状，所述第一压电电极构成芯层，所述第二光伏电极、空穴传输层、光伏活性层、第一光伏电极、第二压电电极、压电活性层依次包覆芯层。
3.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述第二压电电极和第一光伏电极的材料独立的为氧化铟锡、二氧化钛、氧化锌中的任一种；和/或
4.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述第二压电电极和第一光伏电极的材料相同，所述第二压电电极和第一光伏电极形成共用电极层，所述共用电极层厚度为10μm～12μm。
5.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述光伏活性层的材料包括钙钛矿材料；和/或
6.如权利要求5所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述钙钛矿材料包括二维钙钛矿材料与三维钙钛矿材料的复合材料。
7.如权利要求6所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述二维钙钛矿材料化学式包括(HOOC(CH2)4NH3)2SnI4；和/或
8.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述空穴传输层的材料包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)中的任一种；和/或
9.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述第二光伏电极的材料包括金、银、铜中的任一种；和/或
10.如权利要求9所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述第二光伏电极为纤维状，并缠绕于所述空穴传输层表面。
11.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述压电活性层的材料包括聚(偏氟乙烯-聚三氟乙烯)；和/或
12.如权利要求11所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述聚(偏氟乙烯-聚三氟乙烯)中聚偏氟乙烯和聚三氟乙烯的质量比为70:30～75:25。
13.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述第一压电电极的材料包括钢、金、碳纤维中的任一种；和/或
14.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述第一压电电极与所述第二光伏电极电连接。
15.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：还包括透光保护层，所述透光保护层包覆所述第二光伏电极的背离空穴传输层的表面。
16.如权利要求15所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述透光保护层的材料包括聚己二酰己二胺或聚丙烯；和/或
17.压电-光伏集成装置的制备方法，包括如下步骤：
18.如权利要求17所述的压电-光伏集成装置的制备方法，其特征在于：还包括如下步骤：将所述第一压电电极与所述第二光伏电极电连接处理。
19.如权利要求17或18所述的压电-光伏集成装置的制备方法，其特征在于：还包括如下步骤：在所述第二光伏电极背离空穴传输层的表面形成透光保护层，所述透光保护层包覆所述第二光伏电极。
20.压电-光伏集成装置的应用，包括权利要求1～16任一项所述压电-光伏集成装置在织物、可穿戴设备、移动式设备、压敏传感器、光敏传感器中的应用。
...【技术特征摘要】
1.压电-光伏集成装置，包括压电组件和光伏组件，所述压电组件包括第一压电电极、压电活性层和第二压电电极；所述光伏组件包括第一光伏电极、光伏活性层、空穴传输层和第二光伏电极；
2.如权利要求1所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述压电-光伏集成装置为纤维状，所述第一压电电极构成芯层，所述第二光伏电极、空穴传输层、光伏活性层、第一光伏电极、第二压电电极、压电活性层依次包覆芯层。
3.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述第二压电电极和第一光伏电极的材料独立的为氧化铟锡、二氧化钛、氧化锌中的任一种；和/或
4.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述第二压电电极和第一光伏电极的材料相同，所述第二压电电极和第一光伏电极形成共用电极层，所述共用电极层厚度为10μm～12μm。
5.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述光伏活性层的材料包括钙钛矿材料；和/或
6.如权利要求5所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述钙钛矿材料包括二维钙钛矿材料与三维钙钛矿材料的复合材料。
7.如权利要求6所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述二维钙钛矿材料化学式包括(hooc(ch2)4nh3)2sni4；和/或
8.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述空穴传输层的材料包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)中的任一种；和/或
9.如权利要求1或2所述的压电-光伏集成装置，其特征在于：所述第二光伏电极的材料包括金、银、铜中的...
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