一种柔性透明导电石墨烯薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种柔性透明导电石墨烯薄膜及其制备方法和应用，该柔性透明导电石墨烯薄膜包括玻璃基板和依次交替叠层设置在玻璃基板上的石墨烯层和金属层，其中，所述金属层设置在两相邻的石墨烯层之间，所述金属层的层数为1～4层；该柔性透明导电石墨烯薄膜具有较高的导电率和透光率，且挠曲性好。该柔性透明导电石墨烯薄膜的制备方法为：先在玻璃基板上制备石墨烯层；然后在石墨烯层上制备金属层；再重复制备石墨烯层和金属层，所述金属层的重复次数为1～4次后，最后制备石墨烯层，制得柔性透明导电石墨烯薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导电薄膜，具体涉及一种柔性透明导电石墨烯薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
石墨烯是有碳六元环组成的两维（2D）周期蜂窝状点阵结构，具有非常高的比表面积和卓越的力学性能，是已知材料中最薄的一种，而且是最牢固坚硬的一种；石墨烯有着良好的电学性能，在室温下的电子迁移率达到了15000cm2/V.S；石墨烯特殊的二维结构赋予其完美的量子隧道效应以及可弯曲等一系列性质，在光电学器件中有着广泛的应用。 目前制备石墨烯薄膜通常采用化学气相沉积（CVD）和高温氧化成膜等方法，但是，采用化学气相沉积制备的石墨烯薄膜，其导电性能一般，作为OLED或者有机太阳能电池用的电极，希望电极的电阻越低越好，这样才能实现更高的光电转换性能；而高温氧化成膜制备方法中，由于氧化石墨进行还原的过程不充分，使实际获得的石墨烯薄膜，其导电性能与理论值会存在很大的差异。因此提高柔性透明导电石墨烯薄膜的导电率成为目前存在的一个待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种柔性透明导电石墨烯薄膜及其制备方法和应用。本专利技术提供的柔性透明导电石墨烯薄膜具有较高的导电率和透光率，且挠曲性好，可用于制备太阳能电池器件的电极和有机发光二极管器件的电极；此外，本专利技术提供的柔性透明导电石墨烯薄膜制备方法工艺简单。 第一方面，本专利技术提供了一种柔性透明导电石墨烯薄膜，包括玻璃基板和依次交替叠层设置在玻璃基板上的石墨烯层和金属层，其中，所述金属层设置在两相邻的石墨烯层之间，所述金属层的层数为1～4层；所述金属层的材质为银、铝、镍、铂或金，所述玻璃基板的厚度为0.1～2mm，所述金属层的厚度为5～15nm，所述墨烯层的厚度为20～200nm。 所述柔性透明导电石墨烯薄膜包括玻璃基板和依次交替叠层设置在玻璃基板上的石墨烯层和金属层，其中，所述石墨烯层和金属层为交替叠层设置，与单层石墨烯层相比，夹有金属层的石墨烯层除了拥有石墨烯本身耐弯曲的优点，还具有更高的导电性能，此外，由于金属层的厚度较薄，不会影响石墨烯层优良的透光性能；因此，本专利技术提供的柔性透明导电石墨烯薄膜具有较高的导电率和透光率，且挠曲性好。 第二方面，本专利技术提供了一种柔性透明导电石墨烯薄膜的制备方法，包括如下步骤： S10、取洁净玻璃基板置于气相沉积室中，通入气态碳源，在600～1000℃下，在所述玻璃基板上制备石墨烯层，得到具有石墨烯层的玻璃基板； S20、将S10所得玻璃基板置于真空度为1.0×10-5～1.0×10-3Pa的镀室中，再在所述石墨烯层上蒸镀金属层，得到具有石墨烯层和金属层的玻璃基板，所述金属层的材质为银、铝、镍、铂或金； S30、将具有石墨烯层和金属层的玻璃基板置于气相沉积室中，通入气态碳源，于600～1000℃下，在所述金属层上制备石墨烯层； S40、依次交替层叠制备金属层和石墨烯层，使所述金属层的层数为1～4层，所述金属层设置在两相邻的石墨烯层之间，得到柔性透明导电石墨烯薄膜。 优选地，所述气相沉积室中的压强设置为1.0×10～1.0×103Pa，所述通入气态碳源的压强设置为1.0×10～1.0×103Pa。 优选地，所述碳源为甲烷、乙烷和丙烷中的一种或多种。 优选地，所述玻璃基板的厚度为0.1～2mm 优选地，所述石墨烯层的厚度为20～200nm。 具体地，所述穿插了金属层的石墨烯层中，各石墨烯层的厚度可以相同或不同。 优选地，所述金属层的厚度为5～15nm。 优选地，所述步骤S20中，所述金属层采用热阻蒸镀的方法制备，所述热阻蒸镀的过程中，蒸镀速度为0.1～0.5nm/s。 优选地，所述步骤S20中，所述金属层采用电子束蒸镀的方法制备，所述电子束蒸镀的过程中，蒸镀速度为0.01～0.2nm/s，能量密度为10～l00W/cm2。 本专利技术提供的柔性透明导电石墨烯薄膜的制备方法制得的石墨烯层中间穿插了金属层，相比单一的石墨烯层，夹有金属层得石墨烯层由于金属的高导电性能而拥有更高的导电能力，此外，由于制备的金属层厚度较薄，不会影响石墨烯层优良的透光性能。 第三方面，本专利技术提供了如第一方面所述的柔性导电石墨烯薄膜在太阳能电池器件或有机发光二极管器件中的应用。 优选地，所述柔性透明导电石墨烯薄膜适用于制备太阳能电池器件的电极。 优选地，所述柔性透明导电石墨烯薄膜适用于制备有机发光二极管（OLED）电器的电极，尤其适用于制备顶发射的OLED器件的电极。 本专利技术提供了一种柔性透明导电石墨烯薄膜及其制备方法和应用，其有益效果为： （1）本专利技术提供的柔性透明导电石墨烯薄膜包括玻璃基板和依次交替叠层设置在玻璃基板上的石墨烯层和金属层，其中，所述石墨烯层和金属层为交替叠层设置，与单层石墨烯层相比，夹有金属层的石墨烯层除了拥有石墨烯本身耐弯曲的优点，还具有更高的导电性能，此外，由于金属层的厚度较薄，不会影响石墨烯层优良的透光性能；因此，本专利技术提供的柔性透明导电石墨烯薄膜具有较高的导电率和透光率，且挠曲性好。 （2）本专利技术提供的柔性透明导电石墨烯薄膜的制备方法在玻璃基板上交替重复制备石墨烯层和金属层，工艺简单； （3）本专利技术提供的柔性透明导电石墨烯薄膜，能用于制备太阳能电池器件的电极，还适用于制备OLED器件的电极，尤其适用于制备顶发射的OLED器件。 附图说明 图1是本专利技术实施例6制得的太阳能电池器件的结构示意图。 具体实施方式 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 实施例1 （1）取厚度为0.1mm的洁净玻璃基板置于气相沉积室中，通入600Pa的氢气，升温至800℃，然后通入500Pa的丁烷气体，在所述玻璃基板上沉积石墨烯层，石墨烯层的厚度为200nm，得到具有石墨烯层的玻璃基板； 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性透明导电石墨烯薄膜，包括玻璃基板和依次交替叠层设置在玻璃基板上的石墨烯层和金属层，其中，所述金属层设置在两相邻的石墨烯层之间，所述金属层的层数为1～4层； 所述玻璃基板的厚度为0.1～2mm，所述金属层的材质为银、铝、镍、铂或金，所述金属层的厚度为5～15nm，所述墨烯层的厚度为20～200nm。

【技术特征摘要】
1.一种柔性透明导电石墨烯薄膜，包括玻璃基板和依次交替叠层设置在玻璃基板上的石墨烯层和金属层，其中，所述金属层设置在两相邻的石墨烯层之间，所述金属层的层数为1～4层； 
所述玻璃基板的厚度为0.1～2mm，所述金属层的材质为银、铝、镍、铂或金，所述金属层的厚度为5～15nm，所述墨烯层的厚度为20～200nm。 
2.一种柔性透明导电石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 
S10、取洁净玻璃基板置于气相沉积室中，通入气态碳源，在600～1000℃下，在所述玻璃基板上制备石墨烯层，得到具有石墨烯层的玻璃基板； 
S20、将S10所得玻璃基板置于真空度为1.0×10-5～1.0×10-3Pa的镀室中，再在所述石墨烯层上蒸镀金属层，得到具有石墨烯层和金属层的玻璃基板，所述金属层的材质为银、铝、镍、铂或金； 
S30、将具有石墨烯层和金属层的玻璃基板置于气相沉积室中，通入气态碳源，于600～1000℃下，在所述金属层上制备石墨烯层； 
S40、依次交替层叠制备金属层和石墨烯层，使所述金属层的层数为1～4层，所述金属层设置在两相邻的石墨烯层之间，得到柔性透明导电石墨烯薄膜。 
3.如权利要求2所述的柔性透明导电石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，冯小明，黄辉，王平，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44