CN117673185A - 包芯纱工艺封装的叠层电池组件及制备方法、可穿戴织物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包芯纱工艺封装的叠层电池组件，包括叠层子电池、导电纤维芯线和外包透明纤维，其中，叠层子电池通过导电纤维芯线依次串联，得到叠层电池组件，前一个叠层子电池的阴极通过导电纤维芯线与后一个叠层子电池的阳极连接；外包透明纤维以包芯纱工艺，包覆在叠层电池组件的外部，以对叠层电池组件进行封装；位于叠层电池组件两端的导电纤维芯线从外包透明纤维两端伸出。本发明通过包芯纱工艺，将微型的叠层子电池串联后，利用外包透明纤维直接封装成一定长度的可纺纱线，可以将光伏发电集成于可穿戴织物的纱线，实现光伏组件的高效可穿戴集成。

Description

包芯纱工艺封装的叠层电池组件及制备方法、可穿戴织物
技术领域
本发明属于可穿戴光伏技术领域，具体涉及一种包芯纱工艺封装的叠层电池组件及制备方法、可穿戴织物。
背景技术
随着可穿戴设备的快速发展，各类穿戴式智能设备已经越来越多地应用于社会生活的各种场景，这些可穿戴设备的供电也成为产品使用中亟待解决的核心问题。常规的锂电池供电方案不仅笨重，而且不适于野外等无法轻易获取电能的应用环境。因此，亟需设计一种便于与可穿戴设备集成的光伏能源***。然而，传统的光伏电池往往面积较大且多为刚性，无法直接应用于可穿戴光伏领域，其相对高昂的制备成本也不利于大规模的推广应用。
近年来，钙钛矿材料因其优异的光电特性、简单低成本的制备方法，在太阳电池应用领域受到了广泛关注，随着相关工艺的快速发展，其单结电池效率已经接近了目前主流的硅基太阳电池的最高效率，为了进一步提升太阳电池效率，叠层工艺的探索成了必然。现有的钙钛矿/晶硅叠层太阳电池往往以玻璃为基底，其刚性的结构并不适用于可穿戴领域。基于此，一种可行的方案是采用柔性衬底制备叠层电池，然而，尽管柔性结构的叠层电池具有一定的抗弯折性，但较差的延展性、透气性、抗拉伸性仍然严重限制了其在可穿戴光伏领域的应用。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种包芯纱工艺封装的叠层电池组件及制备方法、可穿戴织物。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明的一个方面提供了一种包芯纱工艺封装的叠层电池组件，包括叠层子电池、导电纤维芯线和外包透明纤维，其中，
所述叠层子电池通过所述导电纤维芯线依次串联形成叠层电池组件，前一个叠层子电池的阴极通过所述导电纤维芯线与后一个叠层子电池的阳极连接；
所述外包透明纤维利用包芯纱工艺包覆在所述叠层电池组件的外部，以对所述叠层电池组件进行封装；
位于所述叠层电池组件两端的所述导电纤维芯线从所述外包透明纤维两端伸出。
在本发明的一个实施例中，所述叠层子电池包括自下而上层叠设置的阴极、无电极的晶硅底电池、中间互联层、电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层、传输缓冲层、氧化物透明导电层和阳极，其中，
所述中间互联层包括具有不同折射率的第一中间层和第二中间层，所述第一中间层设置在所述晶硅底电池上表面，所述第二中间层设置在所述第一中间层的上表面；
所述阳极位于所述氧化物透明导电层上表面的一侧边缘，所述阴极位于所述晶硅底电池下表面与所述阳极相反的另一侧边缘。
在本发明的一个实施例中，所述导电纤维芯线采用炭黑型、金属型、聚合物型或金属化合物型的导电纤维材料。
在本发明的一个实施例中，所述外包透明纤维采用尼龙或涤纶材料。
本发明的另一方面提供了一种包芯纱工艺封装的叠层电池组件的制备方法，用于制备上述实施例中任一项所述的包芯纱工艺封装的叠层电池组件，所述制备方法包括：
S1：制备叠层子电池；
S2：利用导电纤维芯线依次连接多个相邻叠层子电池，使得前一个叠层子电池的阴极与后一个叠层子电池的阳极连接，形成叠层电池组件；
S3：利用外包透明纤维包覆所述叠层电池组件，获得所述包芯纱工艺封装的叠层电池组件。
在本发明的一个实施例中，所述S1包括：
S1.1：选取无电极的晶硅太阳电池作为晶硅底电池；
S1.2：在所述晶硅底电池上表面依次制备具有不同折射率的第一中间层和第二中间层，形成中间互联层；
S1.3：在所述中间互联层上表面依次制备电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层、传输缓冲层和氧化物透明导电层，形成电池主体结构；
S1.4：将所述电池主体结构沿厚度方向分割为若干子单元；
S1.5：在所述子单元的上下表面分别制备阳极和阴极，并且所述阳极位于所述子单元上表面的一侧边缘，所述阴极位于所述子单元下表面相反的另一侧边缘，形成所述叠层子电池。
在本发明的一个实施例中，所述S3包括：
利用两条尼龙或涤纶材料的透明纱线作为外包透明纤维，以环锭纺工艺螺旋交织，包覆经由导电纤维芯线串联的叠层电池组件，并使得位于所述叠层电池组件两端的导电纤维芯线从所述外包透明纤维两端伸出，形成所述包芯纱工艺封装的叠层电池组件。
本发明的又一方面提供了一种可穿戴织物，包括光伏织物层和反光织物层，其中，
所述光伏织物层以上述实施例中任一项所述的包芯纱工艺封装的叠层电池组件作为经纱和纬纱，所述光伏织物层的每条经纱和每条纬纱中均包含多个串联的叠层子电池；
所述光伏织物层通过四边缝合与所述反光织物层连接形成双层布料；
所述光伏织物层每条经纱和每条纬纱两端的导电纤维芯线从所述光伏织物层每条边的边缘伸出，并且所述光伏织物层的每条边的边缘伸出的导电纤维芯线各自连接，形成所述光伏织物层的两个阴极和两个阳极。
在本发明的一个实施例中，在编织过程中，所述光伏织物层中每条经纱中内部叠层子电池的阴极和阳极的朝向一致，每条纬纱中内部叠层子电池的阴极和阳极的朝向一致。
在本发明的一个实施例中，所述反光织物层选用反光化纤布、反光TC布或反光单面弹力布。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
1、本发明提供了一种包芯纱工艺封装的钙钛矿/晶硅叠层电池组件，通过包芯纱工艺，将微型的叠层子电池串接后，利用外包透明纤维直接封装成一定长度的可纺纱线，通过将光伏发电集成于可穿戴织物的基本单元(纱线)，实现了光伏组件的高效可穿戴集成。
2、本发明提供的包芯纱工艺封装的钙钛矿/晶硅叠层电池组件，以导电纤维芯线串联微型的叠层子电池，两者共同构成包芯纱工艺中的芯丝，以双绞螺旋的形式外包透明纤维材料，完成纱线级的纤维封装；该包芯纱工艺封装的钙钛矿/晶硅叠层电池组件同传统意义上的纱线一样，可以进一步通过纺织工艺构筑成可穿戴的织物，具有相当高的织物集成自由度。此外，采用类似的工艺，可以将叠层电池与微型的用电设备(如芯片等)集成在一条纱线中，实现可穿戴设备的功能-供能一体化集成。
3、本发明提供的可穿戴织物，由包芯纱工艺封装的钙钛矿/晶硅叠层电池组件编织形成，在较大尺寸上实现了光伏电池的织物集成，通过双层设计中的反光层反射未完全吸收的太阳光，实现光能的充分利用；此外，该可穿戴织物提供了两对引出的导电纤维电极，这些电极可以通过纤维导线进一步与可穿戴集成的用电设备或供能元件进行连接，进而构成更大规模、更复杂的可穿戴集成***。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种包芯纱工艺封装的钙钛矿/晶硅叠层电池组件的结构示意图；
图2是本发明实例提供的一种叠层子电池的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种包芯纱工艺封装的钙钛矿/晶硅叠层电池组件的制备方法流程图；
图4是本发明实例提供的一种可穿戴织物的结构示意图。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明提出的包芯纱工艺封装的叠层电池组件及制备方法、可穿戴织物进行详细说明。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例一
请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种包芯纱工艺封装的钙钛矿/晶硅叠层电池组件的结构示意图，该叠层电池组件包括叠层子电池1、导电纤维芯线2和外包透明纤维3，其中，叠层子电池1通过导电纤维芯线2依次串联形成叠层电池组件，前一个叠层子电池的阴极通过导电纤维芯线2与后一个叠层子电池的阳极连接；外包透明纤维3利用包芯纱工艺包覆在导电纤维芯线2串联叠层子电池1形成的叠层电池组件的外部，以对叠层电池组件进行封装；位于叠层电池组件两端的导电纤维芯线2从外包透明纤维3两端伸出。
请参见图2，图2是本发明实例提供的一种叠层子电池的结构示意图。该叠层子电池1包括自下而上层叠设置的阴极19、晶硅底电池11、中间互联层12、电子传输层13、钙钛矿光吸收层14、空穴传输层15、传输缓冲层16、氧化物透明导电层17和阳极18，其中，中间互联层12包括具有不同折射率的第一中间层和第二中间层，第一中间层设置在晶硅底电池11上表面，第二中间层设置在第一中间层的上表面；阳极18位于氧化物透明导电层17上表面的一侧边缘，阴极19位于晶硅底电池11下表面与阳极18相反的另一侧边缘。
本实施例的晶硅底电池11为无电极p-i-n结构，带有氧化物透明导电层；中间互联层12为两层结构包括第一中间层和第二中间层，分别为折射率n=2.0、n=2.7的硅氧纳米复合薄膜，亦可采用其他纳米复合材料，如硅氢纳米复合材料nc-Si:H等。
电子传输层13采用n型半导体材料，如SnO2、TiO2、ZnO中的任意一种；钙钛矿光吸收层14为FA0.83Cs0.17PbI3-10%PbCl2薄膜或其他有机-无机杂化钙钛矿薄膜，钙钛矿薄膜的制备方法为刮刀涂覆法、动态旋涂法或狭缝涂布法中的任一种。
空穴传输层15采用p型半导体材料，如Spiro-OMeTAD(2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基) 氨基]-9,9'- 螺二芴)、PTAA(聚三芳基胺)、P3HT(聚(3-己基噻吩-2,5-二基))和PEDOT:PSS(聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸))中的任一种。传输缓冲层16可以采用氧化钼(MoOx)材料；氧化物透明导电层17可以采用IZO(铟锌氧化物)材料，但不限于此；阳极18和阴极19均采用金属材料，如Ag、Au、Al或Cu中的任一种。
进一步地，导电纤维芯线2采用炭黑型、金属型、聚合物型或金属化合物型的导电纤维材料，与叠层子电池1的阴极和阳极绑定焊接，实现叠层子电池的串联。
外包透明纤维3采用尼龙或涤纶材料，具体地，以两条尼龙或涤纶材料的透明纱线为基础，以环锭纺工艺螺旋交织，包覆经由导电纤维芯线串联的叠层子电池，实现对导电纤维芯线2串联叠层子电池1形成的叠层电池组件的透明纤维封装。
实施例二
在实施例一的基础上，本实施例提供了一种包芯纱工艺封装的叠层电池组件的制备方法，请参见图2和图3，该制备方法包括：
S1：制备叠层子电池。
该叠层子电池采用先制备大面积基底、后分割微型子单元的工艺；具体地，晶硅底电池、中间互联层、电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层、传输缓冲层、氧化物透明导电层采用大面积基底制备，制备后通过激光分割成预设尺寸的微型子单元；阴极、阳极分别在分割后的微型子单元上下表面的对角侧制备。
在本实施例中，步骤S1具体包括：
S1.1：选取无电极的晶硅太阳电池作为晶硅底电池11。
选取无电极的p-i-n型晶硅太阳电池，厚度约为200μm；该晶硅太阳电池自上而下依次包括：p型氢化非晶硅层a-Si:H(p)、第一本征氢化非晶硅层a-Si:H(i)、本征单晶硅层c-Si、第二本征氢化非晶硅层a-Si:H(i)、n型氢化非晶硅层a-Si:H(n)和氧化物透明导电层。将上述晶硅太阳电池分割为若干2cm×2cm的单元，对单元表面进行超声清洗后得到晶硅底电池11。
S1.2：在晶硅底电池11上表面依次制备具有不同折射率的第一中间层和第二中间层，形成中间互联层2。
具体地，利用等离子体增强化学气相沉积法，在晶硅底电池11的上表面，制备折射率n=2.7的硅氧纳米复合薄膜，作为第一中间层；在第一中间层上制备折射率n=2.0的硅氧纳米复合薄膜，作为第二中间层；第一中间层和第二中间层共同构成中间互联层12，从而得到Si/nc-SiOX:H基底。
S1.3：在中间互联层12上表面依次制备电子传输层13、钙钛矿光吸收层14、空穴传输层15、传输缓冲层16和氧化物透明导电层17，形成电池主体。
在本实施例中，具体包括如下步骤：
S1.31：制备电子传输层13。
具体地，将80μL的SnO2溶胶在空气环境中以3000rpm的转速，直接旋涂在紫外臭氧(UV-Ozone)处理后的中间互联层12上表面，旋涂时间为30s；随后置于热台上，在空气氛围下150℃退火30min，以在中间互联层12上表面形成SnO2电子传输层，得到Si/nc-SiOX:H/SnO2基底。
S1.32：制备钙钛矿光吸收层14。
本实施例的钙钛矿光吸收层材料为FA0.83Cs0.17PbI3-10%PbCl2薄膜，采用一步法进行制备，具体如下：
将142.8mg FAI(甲基胍铅碘酸盐)、461mg PbI2、44.2mg CsI、27.8mg PbCl2和2.7609mg KPF6(六氟磷酸钾)溶解于500μL DMF(二甲基甲酰胺)和96μL NMP(甲基吡咯烷酮)形成的混合溶剂常温搅拌6h，形成前驱体溶液备用。将利用UV-Ozone(紫外臭氧)处理后的Si/nc-SiOX:H/SnO2基底置于手套箱N2环境中，使用匀胶机将85μL前驱体溶液以5000rpm的转速，旋涂于Si/nc-SiOX:H/SnO2基底上，旋涂时间为50s。随后，进行分步退火，先在N2环境中70℃退火5min，随后，放置在相对湿度40%的室温开放环境中，150℃退火10min，从而形成材料为FA0.83Cs0.17PbI3-10%PbCl2的钙钛矿光吸收层14，得到Si/nc-SiOX:H/SnO2/FA0.83Cs0.17PbI3-10%PbCl2基底。
S1.33：制备空穴传输层15。
首先，制备Spiro-OMeTAD(2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基) 氨基]-9,9'-螺二芴)溶液，具体过程为：取1mL的CB(氯苯)、170 mg/ml的锂盐(Li-TFSI) 45 μL、100 mg/ml的钴盐(FK209 Co(III) TFSI)75 μL以及75 μL TBP(磷酸三丁酯)进行混合，形成混合溶液；取质量为90mg的Spiro-OMeTAD粉末溶解于上述混合溶液中，常温下搅拌直至完全溶解。
将上述制备的Si/nc-SiOX:H/SnO2/FA0.83Cs0.17PbI3-10%PbCl2基底置于手套箱N2环境中，将80μL的Spiro-OMeTAD溶液旋涂在Si/nc-SiOX:H/SnO2/FA0.83Cs0.17PbI3-10%PbCl2基底上，旋涂转速为4000rpm，时间为45s；将旋涂后的基底置于室温条件下，充分干燥后形成Spiro-OMeTAD空穴传输层，得到Si/nc-SiOX:H/SnO2/FA0.83Cs0.17PbI3-10%PbCl2/Spiro基底。
S1.34：制备MoOx传输缓冲层16。
具体地，采用蒸镀工艺，在上述制备的Si/nc-SiOX:H/SnO2/FA0.83Cs0.17PbI3-10%PbCl2/Spiro基底上沉积MoOx传输缓冲层，得到Si/nc-SiOX:H/SnO2/FA0.83Cs0.17PbI3-10%PbCl2/Spiro/MoOx基底。
S1.35：制备氧化物透明导电层17。
具体地，采用磁控溅射工艺，在上述制备的Si/nc-SiOX:H/SnO2/FA0.83Cs0.17PbI3-10%PbCl2/Spiro/MoOx基底上沉积IZO导电层，得到Si/nc-SiOX:H/SnO2/FA0.83Cs0.17PbI3-10%PbCl2/Spiro/MoOx/IZO基底，即形成电池主体结构。
S1.4：将电池主体结构沿厚度方向分割为若干子单元。
将Si/nc-SiOX:H/SnO2/FA0.83Cs0.17PbI3-10%PbCl2/Spiro/MoOx/IZO基底通过激光划线工艺分割为若干1mm×1mm的子单元。
S1.5：在子单元的上下表面分别制备阳极18和阴极19，并且阳极位于子单元上表面的一侧边缘，阴极位于子单元下表面相反的另一侧边缘，形成叠层子电池。
具体地，通过化学气相沉积法制备微电极：在子单元的上侧(氧化物透明导电层17的上表面)沉积Ag金属阳极，在子单元的下侧(晶硅底电池11下表面)沉积Ag金属阴极；阳极与阴极分布在子单元的两个对角，如图2所述，阳极18位于氧化物透明导电层17的上表面的左侧边缘，阴极19位于晶硅底电池11下表面的右侧边缘，阳极18和阴极19均为80μm×80μm的方块电极，至此，完成叠层子电池的制备。
S2：利用导电纤维芯线2依次连接多个相邻叠层子电池1，使得前一个叠层子电池的阴极与后一个叠层子电池的阳极连接，形成叠层电池组件。
进一步地，导电纤维芯线2通过绑定焊接工艺实现各叠层子电池之间的阴阳极串联，具体串联方式请参见图1，每个叠层子电池的阳极与下一叠层子电池的阴极连接，每个叠层子电池的阴极与上一个叠层子电池的阳极连接，需要说明的是，图1仅为结构示意，并不代表实际叠层电池组件只有三个叠层子电池串联，根据实际应用的需要，叠层电池组件可由任意数量的叠层子电池串联构成。
本实施例的导电纤维芯线2采用金属型导电纤维材料，通过金属喷涂法制备；具体方法为：将普通纤维先进行表面处理，再用真空喷涂或化学电涂法将金属沉降在纤维表面，使纤维具备金属一样的导电性；金属型导电纤维的导电性能接近于纯金属，具备优秀的导电性能。
S3：利用外包透明纤维3包覆由导电纤维芯线2串联多个叠层子电池1形成的叠层电池组件，获得包芯纱工艺封装的叠层电池组件。
具体地，利用两条尼龙或涤纶材料的透明纱线作为外包透明纤维，以环锭纺工艺螺旋交织，包覆经由导电纤维芯线串联的叠层电池组件，并使得位于叠层电池组件两端的导电纤维芯线从外包透明纤维两端伸出，形成包芯纱工艺封装的叠层电池组件。
本发明提供了一种包芯纱工艺封装的钙钛矿/晶硅叠层电池组件，通过包芯纱工艺，将微型的叠层子电池串接后，利用外包透明纤维直接封装成一定长度的可纺纱线，通过将光伏发电集成于可穿戴织物的基本单元(纱线)，实现了光伏组件的高效可穿戴集成。
本发明提供的包芯纱工艺封装的钙钛矿/晶硅叠层电池组件，以导电纤维芯线串联微型的叠层子电池，两者共同构成包芯纱工艺中的芯丝，以双绞螺旋的形式外包透明纤维材料，完成纱线级的纤维封装；该包芯纱工艺封装的钙钛矿/晶硅叠层电池组件同传统意义上的纱线一样，可以进一步通过纺织工艺构筑成面向穿戴的织物，具有相当高的织物集成自由度。此外，采用类似的工艺，可以将叠层电池与微型的用电设备(如芯片等)集成在一条纱线中，实现可穿戴设备的功能-供能一体化集成。
实施例三
请参见图4，图4是本发明实例提供的一种可穿戴织物的结构示意图。该可穿戴织物包括光伏织物层4和反光织物层5，其中，光伏织物层4以实施例一制备的包芯纱工艺封装的叠层电池组件作为经纱和纬纱，光伏织物层4的每条经纱和每条纬纱中均包含多个串联的叠层子电池；本实施例的光伏织物层4和反光织物层5均采用平纹结构，即经纱和纬纱每隔一根交织一次；光伏织物层4通过四边缝合与反光织物层5连接形成双层布料；光伏织物层4每条经纱和每条纬纱两端的导电纤维芯线从光伏织物层4每条边的边缘伸出，并且光伏织物层4的每条边的边缘伸出的导电纤维芯线各自连接，形成光伏织物层4的两个阴极41、42和两个阳极43、44。
在其他实施例中，光伏织物层4和反光织物层5还可以采用其他的编织形成，包括但不限于平纹、斜纹、缎纹等。
在编织过程中，光伏织物层4中每条经纱中内部叠层子电池阴极和阳极的朝向一致，每条纬纱中内部叠层子电池阴极和阳极的朝向一致。
具体地，光伏织物层4以实施例一中制备的包芯纱工艺封装的叠层电池组件为基本的纺织纱线，经纱和纬纱长度均为10cm，且都包含10个串联的叠层子电池；在织布的边缘处，包芯纱剥离出导电纤维芯线，四边裸露的导电纤维芯线头通过导电纤维各自连接，具体连接方式如图3所示，实现电能引出的同时完成光伏织物层的封边；需要说明的是，上述经纱应具有一致的朝向，即内部叠层子电池阴极和阳极的朝向应一致，以保证每条经纱的叠层子电池能正确地汇总引出；纬纱同理。也就是说，光伏织物层4每个边缘上的导电纤维芯线引出的要么都是阴极，要么都是阳极，将每边的阴极相互连接在一起，阳极相互连接在一起，形成两对引出的导电纤维电极。
反光织物层5可以选用反光化纤布、反光涤棉(terylenecotton，TC)布或反光单面弹力布TC布等各种材质的反光布料。本实施例的反光织物层5选取反光TC布，请继续参见图3，太阳光从光伏织物层4的上侧射入，会有部分可见光直接透过光伏织物层4未被吸收，通过下侧的反光织物层5反射透射光线至光伏织物层4，实现光能的充分利用。
本发明的可穿戴织物可以在较大尺寸上实现光伏电池的织物集成，通过双层设计中的反光层反射未完全吸收的太阳光，实现光能的充分利用；还提供了两对引出的导电纤维电极，这些电极可以通过纤维导线进一步与可穿戴集成的用电设备或供能元件进行连接，进而构成更大规模、更复杂的可穿戴集成***，为进一步的可穿戴织物集成与扩展奠定了基础。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，本发明所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种包芯纱工艺封装的叠层电池组件，其特征在于，包括叠层子电池(1)、导电纤维芯线(2)和外包透明纤维(3)，其中，
所述叠层子电池(1)通过所述导电纤维芯线(2)依次串联形成叠层电池组件，前一个叠层子电池的阴极通过所述导电纤维芯线(2)与后一个叠层子电池的阳极连接；
所述外包透明纤维(3)利用包芯纱工艺包覆在所述叠层电池组件的外部，以对所述叠层电池组件进行封装；
位于所述叠层电池组件两端的所述导电纤维芯线(2)从所述外包透明纤维(3)两端伸出。
2.根据权利要求1所述的包芯纱工艺封装的叠层电池组件，其特征在于，所述叠层子电池(1)包括自下而上层叠设置的阴极(19)、无电极的晶硅底电池(11)、中间互联层(12)、电子传输层(13)、钙钛矿光吸收层(14)、空穴传输层(15)、传输缓冲层(16)、氧化物透明导电层(17)和阳极(18)，其中，
所述中间互联层(12)包括具有不同折射率的第一中间层和第二中间层，所述第一中间层设置在所述晶硅底电池(11)上表面，所述第二中间层设置在所述第一中间层的上表面；
所述阳极(18)位于所述氧化物透明导电层(17)上表面的一侧边缘，所述阴极(19)位于所述晶硅底电池(11)下表面与所述阳极(18)相反的另一侧边缘。
3.根据权利要求1所述的包芯纱工艺封装的叠层电池组件，其特征在于，所述导电纤维芯线(2)采用炭黑型、金属型、聚合物型或金属化合物型的导电纤维材料。
4.根据权利要求1所述的包芯纱工艺封装的叠层电池组件，其特征在于，所述外包透明纤维(3)采用尼龙或涤纶材料。
5.一种包芯纱工艺封装的叠层电池组件的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至4中任一项所述的包芯纱工艺封装的叠层电池组件，所述制备方法包括：
S1：制备叠层子电池；
S2：利用导电纤维芯线依次连接多个相邻叠层子电池，使得前一个叠层子电池的阴极与后一个叠层子电池的阳极连接，形成叠层电池组件；
S3：利用外包透明纤维包覆所述叠层电池组件，获得所述包芯纱工艺封装的叠层电池组件。
6.根据权利要求5所述的包芯纱工艺封装的叠层电池组件的制备方法，其特征在于，所述S1包括：
S1.1：选取无电极的晶硅太阳电池作为晶硅底电池；
S1.2：在所述晶硅底电池上表面依次制备具有不同折射率的第一中间层和第二中间层，形成中间互联层；
S1.3：在所述中间互联层上表面依次制备电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层、传输缓冲层和氧化物透明导电层，形成电池主体结构；
S1.4：将所述电池主体结构沿厚度方向分割为若干子单元；
S1.5：在所述子单元的上下表面分别制备阳极和阴极，并且所述阳极位于所述子单元上表面的一侧边缘，所述阴极位于所述子单元下表面相反的另一侧边缘，形成所述叠层子电池。
7.根据权利要求5所述的包芯纱工艺封装的叠层电池组件的制备方法，其特征在于，所述S3包括：
利用两条尼龙或涤纶材料的透明纱线作为外包透明纤维，以环锭纺工艺螺旋交织，包覆经由导电纤维芯线串联的叠层电池组件，并使得位于所述叠层电池组件两端的导电纤维芯线从所述外包透明纤维两端伸出，形成所述包芯纱工艺封装的叠层电池组件。
8.一种可穿戴织物，其特征在于，包括光伏织物层(4)和反光织物层(5)，其中，
所述光伏织物层(4)以权利要求1至4中任一项所述的包芯纱工艺封装的叠层电池组件作为经纱和纬纱，所述光伏织物层(4)的每条经纱和每条纬纱中均包含多个串联的叠层子电池；
所述光伏织物层(4)通过四边缝合与所述反光织物层(5)连接形成双层布料；
所述光伏织物层(4)每条经纱和每条纬纱两端的导电纤维芯线从所述光伏织物层(4)每条边的边缘伸出，并且所述光伏织物层(4)的每条边的边缘伸出的导电纤维芯线各自连接，形成所述光伏织物层(4)的两个阴极(41,42)和两个阳极(43,44)。
9.根据权利要求8所述的可穿戴织物，其特征在于，在编织过程中，所述光伏织物层(4)中每条经纱中内部叠层子电池的阴极和阳极的朝向一致，每条纬纱中内部叠层子电池的阴极和阳极的朝向一致。
10.根据权利要求8或9所述的可穿戴织物，其特征在于，所述反光织物层(5)选用反光化纤布、反光TC布或反光单面弹力布。
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