一种石墨烯透明导电薄膜、其制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及导电薄膜生产技术领域，尤其涉及一种石墨烯透明导电薄膜、其制备方法及应用。本发明专利技术提供了一种石墨烯透明导电薄膜，包括：柔性基底；在所述柔性基底的一面复合高透硅胶层；在所述高透硅胶层上复合石墨烯薄膜层；在所述柔性基底的另一面复合OCA光学胶层。本发明专利技术提供的石墨烯透明导电薄膜的清洁度和表面平整度较优，同时，可以保持较好的完整性和优异的光电性能，透光率较优。适用于柔性电容器、传感器、触摸屏、太阳能电池和有机发光二极管等器件的制备。实验表明，所述石墨烯透明导电薄膜中，石墨烯薄膜层的表面电阻率不超过630ohm/sq，石墨烯薄膜层结构完整、表面光滑平整、干净、无残留。

A transparent conducting graphene film, its preparation and Application

The invention relates to the technical field of conductive film production, in particular to a graphene transparent conductive film, a preparation method and application thereof. The invention provides a graphene transparent conductive film, which comprises: a flexible substrate; a high permeable silicone rubber layer is compounded on one side of the flexible substrate; a graphene film layer is compounded on the high permeable silicone rubber layer; and an OCA optical rubber layer is compounded on the other side of the flexible substrate. The graphene transparent conductive film provided by the invention has excellent cleanness and surface flatness, can maintain good integrity and excellent photoelectric performance, and has excellent light transmittance. It is suitable for the preparation of flexible capacitors, sensors, touch screens, solar cells, organic light-emitting diodes and other devices. The experimental results show that the surface resistivity of the graphene film layer is not more than 630 ohm / sq, and the graphene film layer structure is complete, the surface is smooth, flat, clean and no residue.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯透明导电薄膜、其制备方法及应用
本专利技术涉及导电薄膜生产
，尤其涉及一种石墨烯透明导电薄膜、其制备方法及应用。
技术介绍
石墨烯(Graphene)具有优异的透光、导电、导热和力学性能，作为新一代透明导电薄膜，可广泛地用于传感器、电容器、触摸屏、太阳能电池、有机发光二极管和传感器等领域。目前，化学气相沉积(CVD)法是制备大面积石墨烯薄膜的主要方法，但石墨烯通常在金属箔(铜、铂、镍等)基体上生长，为实现其表征和应用，需要将其转移到其它基体(硅片、玻璃片、塑料等)上。然而，已有的卷对卷(RolltoRoll)、机械剥离等转移过程容易造成石墨烯破损，严重影响转移后石墨烯的性能。利用转移介质的方法，能够减少这种破损，但目前使用的转移介质通常是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等高分子树脂，与石墨烯的相互作用强、不易在溶剂中溶解，即使用大量的有机溶剂进行清洗，在石墨烯表面仍有大量的残留，不仅降低石墨烯的光电性能，还大大增加了石墨烯的表面粗糙度，阻碍了其在光电器件等领域中的应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种石墨烯透明导电薄膜、其制备方法及应用，本专利技术提供的石墨烯透明导电薄膜的清洁度和表面平整度较优，同时，可以保持较好的完整性和优异的光电性能。本专利技术提供了一种石墨烯透明导电薄膜，包括：柔性基底；在所述柔性基底的一面复合高透硅胶层；在所述高透硅胶层上复合石墨烯薄膜层；在所述柔性基底的另一面复合OCA光学胶层。优选的，所述柔性基底的组分选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。优选的，所述高透硅胶层的厚度为30nm～1000μm；所述柔性基底的厚度为10～300μm；所述OCA光学胶层的厚度为30nm～1000μm。本专利技术还提供了一种石墨烯透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：A)采用化学气相沉积法在金属箔的上表面生长石墨烯薄膜，得到石墨烯薄膜层；在柔性基底的一面涂布高透硅胶，得到高透硅胶层/柔性基底复合层；B)将所述高透硅胶层与所述石墨烯薄膜层贴合，进行加压，得到石墨烯薄膜层/高透硅胶层/柔性基底复合层；C)在所述柔性基底的另一面涂布OCA光学胶，得到OCA光学胶层；D)通过刻蚀法或电化学法去除所述金属箔，得到石墨烯复合体，经清洗和干燥后，得到石墨烯透明导电薄膜。优选的，步骤B)中，所述加压的压力为0.1～20MPa，所述加压的时间为1s～30h。优选的，步骤D)中，所述刻蚀法采用的刻蚀液为盐酸与双氧水的混合溶液、氯化铁的水溶液和过硫酸铵的水溶液中的一种。优选的，所述刻蚀液的浓度为0.1～10mol/L；所述盐酸与双氧水的体积比为1～9：1～9。优选的，步骤D)中，所述电化学法采用的电解液包括硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液、甲磺酸的水溶液、柠檬酸的水溶液、氢氧化钠的水溶液、氢氧化钾的水溶液、氯化钠的水溶液和氯化钾的水溶液中的一种；所述电解液的浓度为0.1～10mol/L。优选的，步骤D)中，所述清洗采用的清洗剂为去离子水。本专利技术还提供了一种上文所述的石墨烯透明导电薄膜或上文所述的制备方法制备的石墨烯透明导电薄膜作为光电器件的透明电极的应用。本专利技术提供了一种石墨烯透明导电薄膜，包括：柔性基底；在所述柔性基底的一面复合高透硅胶层；在所述高透硅胶层上复合石墨烯薄膜层；在所述柔性基底的另一面复合OCA光学胶层。本专利技术提供的石墨烯透明导电薄膜的清洁度和表面平整度较优，同时，可以保持较好的完整性和优异的光电性能，透光率较优。适用于柔性电容器、传感器、触摸屏、太阳能电池和有机发光二极管等器件的制备。本专利技术还提供了一种石墨烯透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：A)采用化学气相沉积法在金属箔的上表面生长石墨烯薄膜，得到石墨烯薄膜层；在柔性基底的一面涂布高透硅胶，得到高透硅胶层/柔性基底复合层；B)将所述高透硅胶层与所述石墨烯薄膜层贴合，进行加压，得到石墨烯薄膜层/高透硅胶层/柔性基底复合层；C)在所述柔性基底的另一面涂布OCA光学胶，得到OCA光学胶层；D)通过刻蚀法或电化学法去除所述金属箔，得到石墨烯复合体，经清洗和干燥后，得到石墨烯透明导电薄膜。本专利技术以高透硅胶层为转移介质，在实现石墨烯薄膜层完整无损转移的同时，石墨烯薄膜层的表面光滑平整，无颗粒残留，具有更高的清洁度，最终制得的石墨烯透明导电薄膜的清洁度和表面平整度较优，同时，可以保持较好的完整性和优异的光电性能，透光率较优。另外，高透硅胶层具有自动排气泡的功能，贴合方法简便。本专利技术提供的制备方法可以制备大面积、高性能的透明导电薄膜，对于石墨烯的应用具有重要的意义。实验结果表明，本专利技术制备的石墨烯透明导电薄膜中，石墨烯薄膜层的表面电阻率不超过630ohm/sq，石墨烯透明导电薄膜的电阻率较小；石墨烯薄膜层结构完整、表面光滑平整、干净、无残留。以本专利技术的石墨烯透明导电薄膜为透明电极制备的OLED器件，发光面积为0.4mm2；电压为5V时，绿光OLED器件的亮度可以达到8000cdm-2。以本专利技术的石墨烯透明导电薄膜为透明电极制备的有机太阳能电池的光电转化效率不小于3.6％。附图说明图1为本专利技术的一个实施例提供的石墨烯透明导电薄膜的结构示意图；图2为本专利技术实施例1的石墨烯透明导电薄膜的石墨烯薄膜层的原子力显微镜图；图3为本专利技术实施例1的石墨烯透明导电薄膜的石墨烯薄膜层的扫描电子显微镜图；图4为本专利技术实施例1的石墨烯透明导电薄膜的石墨烯薄膜层的可见光透射光谱图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术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。本专利技术提供了一种石墨烯透明导电薄膜，包括：柔性基底；在所述柔性基底的一面复合高透硅胶层；在所述高透硅胶层上复合石墨烯薄膜层；在所述柔性基底的另一面复合OCA光学胶层。所述石墨烯透明导电薄膜的结构如图1所示。图1为本专利技术的一个实施例提供的石墨烯透明导电薄膜的结构示意图。本专利技术提供的石墨烯透明导电薄膜包括柔性基底。在本专利技术的某些实施例中，所述柔性基底的组分选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。在本专利技术的某些实施例中，所述柔性基底的厚度为10～300μm。本专利技术提供的石墨烯透明导电薄膜还包括高透硅胶层。所述高透硅胶层复合在所述柔性基底的一面。在本专利技术的某些实施例中，所述高透硅胶层的透光率>90％。在本专利技术的某些实施例中，所述高透硅胶层的组分包括有机硅胶或无机硅胶。所述高透硅胶层中可以添加固化剂也可以不添加固化剂。在本专利技术的某些实施例中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯透明导电薄膜，其特征在于，包括：/n柔性基底；/n在所述柔性基底的一面复合高透硅胶层；/n在所述高透硅胶层上复合石墨烯薄膜层；/n在所述柔性基底的另一面复合OCA光学胶层。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯透明导电薄膜，其特征在于，包括：
柔性基底；
在所述柔性基底的一面复合高透硅胶层；
在所述高透硅胶层上复合石墨烯薄膜层；
在所述柔性基底的另一面复合OCA光学胶层。


2.根据权利要求1所述的石墨烯透明导电薄膜，其特征在于，所述柔性基底的组分选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的石墨烯透明导电薄膜，其特征在于，所述高透硅胶层的厚度为30nm～1000μm；
所述柔性基底的厚度为10～300μm；
所述OCA光学胶层的厚度为30nm～1000μm。


4.一种石墨烯透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
A)采用化学气相沉积法在金属箔的上表面生长石墨烯薄膜，得到石墨烯薄膜层；在柔性基底的一面涂布高透硅胶，得到高透硅胶层/柔性基底复合层；
B)将所述高透硅胶层与所述石墨烯薄膜层贴合，进行加压，得到石墨烯薄膜层/高透硅胶层/柔性基底复合层；
C)在所述柔性基底的另一面涂布OCA光学胶，得到OCA光学胶层；
D)通过刻蚀法或电化学法去除所述金属箔，得到石墨烯复合体，经清洗和干燥后，得到石墨烯透明导电薄膜。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张志坤，王作智，夏连连，汪伟，刘兆平，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33