基于三维石墨烯的柔性透明复合电极及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107293348A(43)申请公布日2017.10.24(21)申请号201710522636.6(22)申请日2017.06.30(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人王东钟瑞霞郝跃张进成李昂程海青冯欣宁静(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人王品华朱红星(51)Int.Cl.H01B1/04(2006.01)H01B13/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称基于三维石墨烯的柔性透明复合电极及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种基于三维石墨烯的柔性透明电极及制备方法，主要解决现有技术电极透明度不高和稳定性差的问题。它包括柔性透明基板和附着在所述柔性透明基板上的三维石墨烯，其制作步骤为：1.利用管式CVD法在经处理清洗洁净的泡沫铜衬底上生长三维石墨烯，形成三维石墨烯/金属复合物；2.在三维石墨烯/金属复合物表面悬涂PAAM胶，烘干固化形成PMMA/三维石墨烯/金属复合物；3.用浸泡法先后除去金属衬底和PMMA，再将三维石墨烯转移到柔性透明基板上。本发明基于制备的3D石墨烯的柔性透明电极机械强度和电子迁移率高，透明度好，比表面积大，储能密度大，可用于太阳能电池、平板显示器及薄膜晶体管的制作。CN107293348ACN107293348A权利要求书1/1页1.一种基于三维石墨烯的柔性透明复合电极，其特征在于：包括柔性透明基板(1)和三维石墨烯(2)，且三维石墨烯(2)覆盖在柔性透明基板(1)的表面，形成复合电极结构。2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述三维石墨烯的膜厚为100nm～300nm。3.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，柔性透明基板(1)采用聚对苯二甲酸乙二酯PET或聚酰亚胺PI或聚碳酸酯PC等柔性透明有机聚合物。4.一种基于三维石墨烯的柔性透明复合电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)采用化学气相沉积法，在泡沫金属上生长三维石墨烯：在CVD系统管式炉的恒温区中放置洁净的泡沫金属衬底，再在气体碳源和保护气的环境中生长三维石墨烯，形成三维石墨烯/金属复合物，其中符号“/”表示前者在后者上；2)将三维石墨烯转移至目标基底上：2a)在三维石墨烯/金属复合物表面分两个阶段旋涂聚甲基丙烯酸甲酯PMMA胶，即先以900rpm低速旋转5～20s均匀涂胶，再以3500rpm高速旋转20～100s旋均匀涂胶；2b)将涂有PMMA胶的三维石墨烯/金属复合物置于加热板上以80℃恒温加热20～60分钟，形成PMMA/三维石墨烯/金属复合物；2c)将PMMA/三维石墨烯/金属复合物浸泡在浓度为0.28M过硫酸铵溶液中5h～7h，除去金属衬底，形成PMMA/三维石墨烯复合物；2d)将PMMA/三维石墨烯复合物放入去离子水中浸泡20min稀释干净，再用柔性透明目标基板将PMMA/三维石墨烯复合物捞起，在50℃温度下烘干，形成PMMA/三维石墨烯/目标基板复合物；2e)将PMMA/三维石墨烯/目标基板复合物浸泡在丙酮中12小时以上，除去PMMA胶，再将其捞起放入酒精中浸泡20min去除残余丙酮杂质，最后在加热板上以45℃～60℃温度烘干，形成三维石墨烯/目标基板复合物，完成基于三维石墨烯的柔性透明电极的制备。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤1)中在气体碳源和保护气的环境中生长三维石墨烯，工艺条件如下：甲烷和氢气流量比为50sccm：10sccm，生长温度为1010℃～1035℃，生长时间为2.0h～3.5h。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤2d)中的柔性透明目标基板采用聚对苯二甲酸乙二酯PET或聚酰亚胺PI或聚碳酸酯PC等柔性透明有机聚合物。2CN107293348A说明书1/5页基于三维石墨烯的柔性透明复合电极及其制备方法技术领域[0001]本发明属于微电子材料技术领域，具体涉及一种柔性透明电极的制备方法，可用于太阳能电池、平板显示器、电磁屏蔽材料、薄膜晶体管(TFT)、热辐射反射镜、气敏元件、抗静电涂层以及半导体/绝缘体/半导体异质结制作的高新技术领域背景技术[0002]随着人们物质文化需求的提高和科学技术的发展，可穿戴及便携式电子产品受到了极大的欢迎，未来消费类电子器件将走向柔性化、透明化、可穿戴化，包括可卷曲显示器，电子纸，柔性电池等。因此，柔性并且轻便透明的储能装置将有很大的市场需求，作为储能器件的关键环节，其电极材料也必然要走向柔性化、透明化。并且随着半导体工艺水平的发展,用柔性衬底来制备各种薄膜半导体器件已成为现实。在有机衬底上沉积的透明导电薄膜不仅具有硬质衬底透明导电薄膜的光电性能,而且具有重量轻、可折