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文檔簡介
1、透明電極是一種兼?zhèn)涓邔?dǎo)電及可見光波段高透明特性的新型光電材料,在觸控面板、平面顯示、光伏電池等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具備巨大的市場需求。石墨烯具有良好的導(dǎo)電性、透光性、柔韌性、穩(wěn)定性等顯著優(yōu)勢,是理想的透明薄膜電極材料。透明電極主要在可見光范圍工作,石墨烯薄膜作為透明電極應(yīng)用時(shí),將長期在可見光輻照狀態(tài)下工作,而一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明石墨烯在光輻照下會產(chǎn)生明顯電學(xué)性能變化,對其能否在長期應(yīng)用時(shí)保持性能穩(wěn)定蒙上陰影。因此,非常有必要對石墨烯可見光輻照下的電學(xué)性
2、能進(jìn)行系統(tǒng)深入研究。本文全面分析了樣品參數(shù)、環(huán)境氣氛和輻照條件對可見光輻照下石墨烯透明電極導(dǎo)電性能的影響,并從光熱效應(yīng)和光致吸附/解吸附作用出發(fā),分析了光致電導(dǎo)變化產(chǎn)生的主要機(jī)理和影響因素及程度。具體內(nèi)容包括:
將CVD法制得的銅基石墨烯轉(zhuǎn)移至PET、SiO2和玻璃基底上,并對部分樣品摻雜AuCl3處理,再圖形化獲得樣品。設(shè)計(jì)了石墨烯輻照實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)在真空和大氣兩種不同環(huán)境氛圍中,光功率密度可調(diào)的紅綠藍(lán)三種可見光對不同參數(shù)的
3、石墨烯樣品進(jìn)行輻照,并高精度實(shí)時(shí)測量石墨烯光輻照下電阻的變化。
進(jìn)一步圍繞光源波長和功率密度、基底材料、摻雜、環(huán)境氛圍影響石墨烯導(dǎo)電性能變化因素進(jìn)行了可見光周期輻照響應(yīng)和長期輻照穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)探究。結(jié)果表明:
在周期光照下:① SiO2和玻璃基石墨烯在光照時(shí)電阻增大,停止光照電阻降低;②可見光中藍(lán)光對石墨烯導(dǎo)電性能變化影響最大,綠光次之,紅光最??;③ SiO2基石墨烯導(dǎo)電性能受可見光輻照影響最大,玻璃基次之,PET基影
4、響最??;④摻雜后PET和玻璃基石墨烯光照電學(xué)穩(wěn)定性下降,SiO2基穩(wěn)定性增提高;⑤真空環(huán)境中石墨烯光照電學(xué)穩(wěn)定性更強(qiáng);⑥光功率密度與石墨烯導(dǎo)電性能變化程度沒有顯著的單調(diào)關(guān)系。
在長期光照下:①石墨烯受可見光長期輻照,電阻先迅速變化,再緩慢變化,最終趨于平穩(wěn);②玻璃基石墨烯長期光照電學(xué)穩(wěn)定性受可見光輻照影響最大,SiO2基次之,PET基影響最小;③摻雜后石墨烯長期光照電學(xué)穩(wěn)定性提高;④大氣環(huán)境中石墨烯長期光照電學(xué)穩(wěn)定性更強(qiáng)。
5、r> 論文對石墨烯光致電阻變化現(xiàn)象進(jìn)行理論分析。通過將暗態(tài)環(huán)境下石墨烯薄膜電阻變化同溫度的關(guān)系與基底溫升范圍進(jìn)行對比,排除了光熱效應(yīng)的影響。單獨(dú)分析光致吸附/脫附作用的影響:光照作用,引起石墨烯表面力場改變,使得材料表面吸附或脫附表面附近的環(huán)境分子、微粒以及基底分子,使載流子濃度發(fā)生變化,進(jìn)而改變石墨烯的電導(dǎo)率。輻照光源波長和功率、摻雜、環(huán)境氛圍、基底材料、輻照時(shí)長都會對光致吸附/脫附作用產(chǎn)生不同程度的影響,使載流子濃度發(fā)生不同的程度
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