Graphene - 塑料電子的基體

由 Kian Ping Loh 教授

Kian 教授砰 Loh,化學系新加坡國家大學
對應的作者: chmlohkp@nus.edu.sg

透明和執行的電極為在太陽能電池和能量轉換平臺的應用是需要的像水分裂。 迄今,沒有可以便宜大量生產透明和執行的電極的許多類型。 可用的在這個市場上是像銦罐子氧化物和氟素 (ITO)被摻雜的罐子氧化物的電極材料。 銦和其上漲成本減少的用品激發科學家搜索替代電極材料。 而且, ITO 不是脆弱的,并且可能用於靈活的電子和熱量地被處理在高溫。

是機械上堅韌和靈活的一個軟的膜類型材料是需要的。 Graphene 是單層與在一個水晶蜂窩網絡互聯的碳原子的碳頁。 由於其透明度和靈活的本質,高度執行,超薄的 graphene 影片可以是 ITO 的好替代項所有基於碳的靈活的電子的它結果。

Graphene 廣泛地被學習的歸結於其唯一電子和機械性能以及其熱切地設想的作用在全碳過帳 CMOS 技術革命。1-3 其二維 (第 2 個) 芳香頁結構以及其高傳導性,透明度,機械力量和靈活性,給予在 graphene 的巨大好處作為 「塑料電子的發展的候選人材料」。

原則上,因為它可以由化學氣相沉積導致使用甲烷作為氣體傳遞,稀釋在氫或氬, (CVD)費用不應該是 graphene 的生產的一個主要爭論點。4,5 滾處理的大區增長和輥 graphene 現在加入商業性生產第一階段。 CVD 存款 graphene 影片可以調用在玻璃上生成透明和執行的電極的新一代。 由於其靈活和敏感特性, graphene 膜可以是 handphones 使用的有聯繫屏幕面板。

最近, Kian Ping Loh 教授和他的化學系的同事,新加坡國家大學製造了大區,持續,高度與 200 个 ¦¸/square 薄層電阻的透明和執行的多層 graphene 影片用化學氣相沉積 (CVD)方法。6 CVD 增長的 graphene 影片可以容易地調用在玻璃上使用 polydimethylsiloxane (PDMS) 印花稅途徑和使用了作為陽極為應用在有機光電池。

圖 1. CVD 存款 graphene 可以使用作為透明陽極在有機太陽能電池,提供靈活性的好處,透明度和高電導率。

在與叫作芘 buanoic 酸 succidymidyl 酯類的一個有機分子的非共價修改以後 (PBASE),從 0.21% 增加的 (PCE)有機太陽能電池的能量變換效率非限定的影片到 1.71%。 此性能對應於一個相同的設備的 PCE 的 ~ 55.2% 做的與銦罐子氧化物 (ITO)陽極,即, ITO/PEDOT-PSS/P3HT/PCBM/Al (PCE=3.1%)。 查找的這鋪平道路 ITO 陽極的替換件的有低成本 graphene 影片的在光致電壓和電致發光的設備。

除 graphene 的化學氣相沉積以外, graphene 衍生商品可能也解決方法被處理。7,8 使用插入/剝落方法,化學家通常使用了 graphene 的被氧化的表單,7 叫作 graphene 氧化物或者生成從石墨的 graphene。 這些 graphene 衍生商品在溶劑的範圍顯示廣泛可溶性根據他們的準備方法。 解決方法處理允許 graphene 是被塗上的空轉或在所有基體打印的噴墨機,這為發展在靈活的基體的靈活的全碳電子電路是非常有用的。

Kian 教授砰 Loh 和他的同事最近開發了高流動性,使用解決方法被處理的 graphene 的可打印的碳電路。9 全碳基於電子的這樣類型可以熱量地被處理在溫度高達 1000 在真空或非氧化的環境的 ¡ ãC。 graphene 衍生商品的解決方法加工性允許使用濕化學方法將容易地10 達到的無機graphene 或有機graphene 綜合的製造。

Graphene 雜種材料,即數量小點或紅外染料塗上的 graphene,應該展示在 photovoltaics 的改進的性能。 photocurrent 生成的改進從激子的高效的離解在 graphene 有機染料或 graphene 無機半導體界面,以及在光譜吸收帶寬的增量出現由於延長的結合當前在 graphene。

鳴謝

NRF-CRP 授予 「Graphene 涉及材料和設備, R-143-000-360-281


參考

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版權 AZoNano.com, Kian Ping Loh (新加坡國家大學教授)

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

Last Update: 6. August 2014 07:58

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