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柔性透明导电膜的产业化进展及技术趋势

人气:137 发布时间:2018-05-13
摘要:石墨烯石墨烯是本世纪最受瞩目的材料之一,从2004年盖姆(Andre Geim)与诺沃谢洛夫(Konstantin Novoselov)成功地从高定向热解

石墨烯
 

石墨烯是本世纪最受瞩目的材料之一,从2004年盖姆(Andre Geim)与诺沃谢洛夫(Konstantin Novoselov)成功地从高定向热解石墨分离出单层石墨烯材料后,石墨烯便以其二维特殊结构的高导电度特性受到瞩目, 透明导电膜的应用自然成为研究开发的项目。

与CNT相类似,直接干式转移石墨烯薄膜与调制成墨水涂布是两个透明导电膜成膜的方法。

利用高温CVD制程与适当的掺杂可以制出在150Ω/sq时,光穿透率达87%的石墨烯透明导电膜,惟高分子的柔性基板无法承受CVD高温制程。

日本Sony开发转移法来克服此问题,利用在铜箔基板上成长高质量石墨烯,再转移到PET薄膜上,然后将铜溶解掉而得到柔性石墨烯透明导电膜(图5)。 只是这种连续转移制程的成本高,产业化生产比较复杂困难。

SONY运用开发转移法制作软性石墨烯透明导电膜

石墨烯涂布制程与CNT相似,都是墨水调制、涂布成膜、除去添加物与后处理。 由于石墨烯片状结构,因凡德瓦力造成的聚集比CNT更严重,使得石墨烯在液体中分散比CNT更困难。

因此石墨烯的分散技术开发,是柔性石墨烯透明导电膜制程中的关键。

研究人员利用石墨悬浮液直接转移分散到水/酒精溶液中,剥离石墨烯,制得石墨烯墨水(图6),是避开石墨烯分散困难的方法。

 石墨液相剥离法制作可涂布的石墨烯墨水

此外、氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)因为具有较多的极性氧键结,比较容易制成稳定的墨水,有助于涂布成膜制程,只是氧化石墨烯在涂布后尚需将其还原成导电石墨烯薄膜,较温和的还原制程则仍在开发中。


责任编辑:环球石墨烯网