CVD石墨烯的制備及光電器件的研究.pdf

1、自2004年石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，由于其優(yōu)越的性能受到了學術界和工業(yè)界的廣泛關注，尤其在2010年獲得諾貝爾物理學獎之后，科研工作者們對它的研究熱潮進入一個新的階段。石墨烯具有超高的室溫電子遷移率、良好的透過率、納米級別的厚度等優(yōu)異的物理特性，使其在電子器件、觸摸屏等各種領域有著巨大的應用。近幾年來，為了獲得大面積、高質量的石墨烯，人們不斷地探索其制備方法。目前，主要的制備方法有機械剝離法(Mechanical Exfoliation Me

2、thod)、外延生長法(Epitaxial Growth)、氧化還原法(Oxidation-reduction Method)以及化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition，CVD)等。其中，CVD法由于便捷易操作，制備成本低，樣品尺寸可控，因此成為目前主流的制備高質量、大面積石墨烯的方法。同時，石墨烯在光電器件領域的應用也取得了非常大的發(fā)展，近幾年基于石墨烯的太陽能電池的研究不斷深入。本文首先利用CVD法制備并

3、對比了鉑(Platinum，Pt)、銅箔(Copper,Cu)基底上石墨烯的性能，然后將石墨烯轉移到n-Si上，制備石墨烯/硅太陽能電池，并通過對石墨烯摻雜以及加減反層的方式，其性能最高可提升3.18倍，同時利用氧等離子體處理器件，同樣達到了提高電池性能的效果。主要內容如下:
　　1、利用CVD法在鉑基底上生長石墨烯，通過鼓泡法轉移得到了均勻連續(xù)的樣品。利用光學顯微鏡表征石墨烯的完整性，用拉曼單譜及成像判斷石墨烯的質量及均勻性，同

4、時也通過透過率和遷移率研究了該基底上石墨烯的光學和電學性能。鉑基石墨烯轉移出來干凈、連續(xù)、透過率高。
　　2、利用CVD法實現(xiàn)銅基底上石墨烯單層率的調控，并研究了不同單層率對石墨烯性能的影響。利用光學對比度，拉曼成像判斷單層率，通過透過率和遷移率的測試研究了雙層及厚層的存在對石墨烯光學性質和電學性能的影響，發(fā)現(xiàn)單層率不同，石墨烯的透過率和遷移率不同。
　　3、通過控制制備工藝研究了不同因素對石墨烯/硅太陽能電池性能的影響，包