30英寸石墨烯透明导电薄膜

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,卷轴法制备及转移,30,英寸石墨烯透明导电薄膜,参考文献：Sukang Bea, Hyeongkeun Kim. Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for transparent electrodes. Nature nanotechnology. 5, 574-578(2021),主要内容,石墨烯由一层,二维平面排列,的,C,原子层组成，其中,C,原子以,sp,2,杂化连接排列在正六边形的晶格点阵上,。,石墨烯简介,石墨烯不仅是材料中最薄的一种理论厚度只有，还拥有极高的强度和导电性，结构稳定，其理论比外表积更是高达2630m2/g。,石墨烯的结构与形貌,左图STEM：A.K.Geim, Reviwers of Modern Physics, VOL 81, MARCH 2021,中图AFM：Vincent C.Tung, Nature Nanotechnology, VOL 4, JANUARY 2021,右图TEM：Jun Zhu,Nature Nanotechnology,VOL 3,SEPTEMBER 2021,研究背景,传统的应用于太阳能电池、触摸传感器的透明电极都是用铟锡氧化物ITO制备的。它的方块电阻低于100/，透光率到达90%，并且可以扩大生产。,相比而言，目前已报导的通过化学气相沉积法CVD生长在镍基底上的石墨烯薄膜的方块电阻为280/左右，且其尺寸最大为厘米级。,此外，CVD法是热沉积过程，这就不可防止地要求一个坚实的镍膜作为基底以抵抗接近1000的高温，并且在后期还要通过化学刻蚀除去催化金属膜。,这同时也是直接用此方法制备石墨烯的阻力所在。因此，必需要想方法将制备出的石墨薄膜转移到其它基底上。,制备工艺流程,这种卷轴式转移石墨烯薄膜的方法主要有三个步骤：,、将聚合物膜粘在铜箔上的石墨烯膜上；,、化学刻蚀除去铜箔；,、将石墨烯薄膜转移到目标基底上。,设备装置图,将铜箔卷在直径为英寸的石英管的外侧，并装入8英寸的石英管式反响器中。,下面的图片显示了铜箔在高温下与甲烷和氢气反响的过程。,在,120,下通过卷轴式转移法将石墨烯薄膜从热释放聚合物膜上转移到,PET,薄膜上。,超大尺寸,透明石墨烯薄膜转移到了一张,35,英寸,大小的,PET,薄膜上。,通过丝网印刷过程将银浆电极负载于石墨烯,/PET,膜上。插图显示了装配有银电极的英寸大小的石墨烯,/PET,面板。,装配好银电极的石墨烯,/PET,薄膜触摸屏表现出了出色的柔韧性。,以石墨烯为根底的触摸屏面板通过控制软件与电脑相连接。,结果分析与总结,用卷轴法转移石墨烯薄膜至石英基底的紫外-可见光谱图。石墨烯薄膜每多转移一次在原来的根底上再加一层石墨烯，它的透光率就降低2.2%2.3%。,卷轴式干法转移,的石墨烯薄膜的方块电阻与以热释放胶带基底及,PMMA,为基底的,湿法转移,的薄膜的方阻之比。,石墨烯触摸面板可以抵抗6%的应变力承受应变的能力主要受印刷在石墨烯薄膜上的银电极的限制，而不是石墨烯本身，而ITO面板只能抵抗23%的应变力。,综上所述，在超大规模铜箔上，通过卷轴式生产法制备出了石墨烯薄膜。通过屡次转移和化学掺杂，石墨烯薄膜的电学性能和光学性能都有了明显的提高。 因此可以预测，在不久的将来，这种卷轴式CVD法将实现规模化生产制备柔性的导电石墨烯薄膜，并应用于透明电极以代替ITO。,Thank You !,