提拉法制備石墨烯薄膜及其性能研究.pdf

1、石墨烯(Graphene)是近年才被發(fā)現(xiàn)的二維碳原子晶體，石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)異的透光性和導(dǎo)電性。目前，利用石墨烯制備透明導(dǎo)電薄膜并將其應(yīng)用在太陽(yáng)能電池中成為新能源開發(fā)研究的熱點(diǎn)。如何制備得到均勻平整的超薄石墨烯薄膜是獲得其優(yōu)異性能的關(guān)鍵。
　　 本實(shí)驗(yàn)首次嘗試采用提拉鍍膜工藝制備石墨烯薄膜。以化學(xué)氧化法所得氧化石墨烯(GraphiteOxide，GO)為原料，在質(zhì)子化的石英基片上涂覆氧化石墨烯薄膜，在Ar/H2氣氛中

2、于進(jìn)行熱處理還原得到石墨烯薄膜，考察制備工藝條件對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。
　　 通過(guò)UV-Vis、AFM、SEM等表征手段對(duì)薄膜的生長(zhǎng)狀況及表面形貌進(jìn)行表征，并考察其透過(guò)率及導(dǎo)電性。結(jié)果表明:GO溶液的濃度對(duì)薄膜的表面形貌及性能有較大的影響。提高GO溶液的濃度，薄膜表面粗糙度增大、透光性下降、方塊電阻減小。當(dāng)GO溶液的濃度為0.2mg/mL，提拉三次所得石墨烯薄膜的透過(guò)率高于90％(550nm)，方塊電阻小于30kΩ。
　

3、　 考察了熱處理工藝對(duì)薄膜還原程度以及導(dǎo)電性能的影響。結(jié)果表明:在600-900℃范圍內(nèi)，熱處理溫度越高還原效果越好，石墨烯薄膜趨向于平整光滑，透光性和導(dǎo)電性均提高。
　　 為進(jìn)一步提高薄膜的導(dǎo)電性，通過(guò)提拉鍍膜工藝在氧化石墨烯薄膜表面鍍上一層納米銀溶膠，再經(jīng)過(guò)900℃熱處理后得到納米銀/石墨烯復(fù)合薄膜。經(jīng)AFM表征，納米銀成功鑲嵌在石墨烯薄膜上，納米銀的引入使石墨烯薄膜粗糙度增加，透過(guò)率略有降低，但是導(dǎo)電性明顯提高，并對(duì)其機(jī)