Graphene - 塑料电子的基体

由 Kian Ping Loh 教授

Kian 教授砰 Loh,化学系新加坡国家大学
对应的作者: chmlohkp@nus.edu.sg

透明和执行的电极为在太阳能电池和能量转换平台的应用是需要的象水分裂。 迄今,没有可以便宜大量生产透明和执行的电极的许多类型。 可用的在这个市场上是象铟罐子氧化物和氟素 (ITO)被掺杂的罐子氧化物的电极材料。 铟和其上涨成本减少的用品激发科学家搜索替代电极材料。 而且, ITO 不是脆弱的,并且可能用于灵活的电子和热量地被处理在高温。

是机械上坚韧和灵活的一个软的膜类型材料是需要的。 Graphene 是单层与在一个水晶蜂窝网络互联的碳原子的碳页。 由于其透明度和灵活的本质,高度执行,超薄的 graphene 影片可以是 ITO 的好替代项所有基于碳的灵活的电子的它结果。

Graphene 广泛地被学习的归结于其唯一电子和机械性能以及其热切地设想的作用在全碳过帐 CMOS 技术革命。1-3 其二维 (第 2 个) 芳香页结构以及其高传导性,透明度,机械力量和灵活性,给予在 graphene 的巨大好处作为 “塑料电子的发展的候选人材料”。

原则上,因为它可以由化学气相沉积导致使用甲烷作为气体传递,稀释在氢或氩, (CVD)费用不应该是 graphene 的生产的一个主要争论点。4,5 滚处理的大区增长和辊 graphene 现在加入商业性生产第一阶段。 CVD 存款 graphene 影片可以调用在玻璃上生成透明和执行的电极的新一代。 由于其灵活和敏感特性, graphene 膜可以是 handphones 使用的有联系屏幕面板。

最近, Kian Ping Loh 教授和他的化学系的同事,新加坡国家大学制造了大区,持续,高度与 200 个 ¦¸/square 薄层电阻的透明和执行的多层 graphene 影片用化学气相沉积 (CVD)方法。6 CVD 增长的 graphene 影片可以容易地调用在玻璃上使用 polydimethylsiloxane (PDMS) 印花税途径和使用了作为阳极为应用在有机光电池。

图 1. CVD 存款 graphene 可以使用作为透明阳极在有机太阳能电池,提供灵活性的好处,透明度和高电导率。

在与叫作芘 buanoic 酸 succidymidyl 酯类的一个有机分子的非共价修改以后 (PBASE),从 0.21% 增加的 (PCE)有机太阳能电池的能量变换效率非限定的影片到 1.71%。 此性能对应于一个相同的设备的 PCE 的 ~ 55.2% 做的与铟罐子氧化物 (ITO)阳极,即, ITO/PEDOT-PSS/P3HT/PCBM/Al (PCE=3.1%)。 查找的这铺平道路 ITO 阳极的替换件的有低成本 graphene 影片的在光致电压和电致发光的设备。

除 graphene 的化学气相沉积以外, graphene 衍生商品可能也解决方法被处理。7,8 使用插入/剥落方法,化学家通常使用了 graphene 的被氧化的表单,7 叫作 graphene 氧化物或者生成从石墨的 graphene。 这些 graphene 衍生商品在溶剂的范围显示广泛可溶性根据他们的准备方法。 解决方法处理允许 graphene 是被涂上的空转或在所有基体打印的喷墨机,这为发展在灵活的基体的灵活的全碳电子电路是非常有用的。

Kian 教授砰 Loh 和他的同事最近开发了高流动性,使用解决方法被处理的 graphene 的可打印的碳电路。9 全碳基于电子的这样类型可以热量地被处理在温度高达 1000 在真空或非氧化的环境的 ¡ ãC。 graphene 衍生商品的解决方法加工性允许使用湿化学方法将容易地10 达到的无机graphene 或有机graphene 综合的制造。

Graphene 杂种材料,即数量小点或红外染料涂上的 graphene,应该展示在 photovoltaics 的改进的性能。 photocurrent 生成的改进从激子的高效的离解在 graphene 有机染料或 graphene 无机半导体界面,以及在光谱吸收带宽的增量出现由于延长的结合当前在 graphene。

鸣谢

NRF-CRP 授予 “Graphene 涉及材料和设备, R-143-000-360-281


参考

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版权 AZoNano.com, Kian Ping Loh (新加坡国家大学教授)

Date Added: May 10, 2010 | Updated: Aug 6, 2014

Last Update: 6. August 2014 07:58

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