石墨烯導電薄膜的制備與性能.pdf

1、商用氧化銦錫(ITO)一直是導電膜市場最為常見的材料，牢牢占據(jù)著主要市場份額。隨著科技的發(fā)展，人們對導電膜材料提出了更高的要求，希望下一代材料在滿足高光電性能的同時，能夠具有柔性來支撐可穿戴智能設(shè)備的發(fā)展，而傳統(tǒng)ITO無法滿足該要求，同時過高的成本進一步限制了該材料在未來光電子領(lǐng)域的突破。
　　石墨烯作為一種二維材料，具有與眾不同的特性，比如優(yōu)異的光電性能，同時機械性能也很良好，是眾多替代ITO材料中的一種。論文主要內(nèi)容如下:

2、r>　　首先通過電化學-氧化兩步法，制備了具有較大尺寸的氧化石墨烯(GO-E)，之后通過一系列表征如SEM、FT-IR、XPS、XRD等方法，確立了合成樣品的結(jié)構(gòu)，并與常規(guī)法制得的氧化石墨烯(GO-C)作對比。通過液相旋涂法制得了GO膜，采用化學還原和高溫熱處理，發(fā)現(xiàn)氫碘酸的還原效果要好于抗壞血酸，以及熱處理溫度越高導電膜電學性能越好。在化學還原和高溫熱處理(1000℃)的協(xié)同作用下，制得了最佳石墨烯導電膜，其在76.7％(550nm)

3、時相應的方塊電阻值為2711Ω/sq。
　　采用多元醇法合成了高長徑比銀納米線，最高長徑比可達1000。將其分散在乙醇中配制成不同濃度的分散液，確認最佳旋涂銀納米線濃度。旋涂濃度為2mg/mL時，制得的銀納米線膜的方塊電阻值為494Ω/sq，透光率為94.2％。之后將該濃度銀納米線膜與不同尺寸GO復合并還原(VC)，同時改變復合膜結(jié)構(gòu)探究其對導電膜性能的影響。氧化石墨烯的引入可降低銀納米線間的接觸電阻，同時也可降低銀納米線表面粗糙

4、度。最終導電性最強薄膜為rGO-E/Ag/rGO-E膜，方阻值約為44Ω/sq，對應透光率為86.5％;綜合性能參數(shù)FOM最高為GO-E/Ag/GO-E膜，該值為88.4，相應的方阻值和透光率分別約為53Ω/sq和92.4％。大尺寸石墨烯使復合膜的柔性和抗氧化性優(yōu)于常規(guī)尺寸石墨烯復合膜;三層結(jié)構(gòu)復合膜性雖然透光率低于雙層復合膜，但該結(jié)構(gòu)帶來了導電性，耐彎曲性和抗氧化性的提升;復合膜還原后會提升導電性，但同時透光率降低了。
　　為了

5、進一步提升復合膜的綜合性能，引入導電聚合物PEDOT∶PSS來填補銀納米線網(wǎng)絡(luò)中的空隙。將購置的PEDOT∶PSS稀釋成一系列濃度梯度，探究其與銀納米線以及石墨烯的最佳復合質(zhì)量分數(shù)。在Ag/PEDOT、GO/Ag/PEDOT和rGO/Ag/PEDOT三種復合膜中，最低方阻值時對應的PEDOT∶PSS質(zhì)量分數(shù)都為0.30wt％，該PEDOT∶PSS旋涂量時與銀納米線和石墨烯的復合性能最好。最終FOM最高的復合膜為GO/Ag/PEDOT-0