石墨烯透明电极

柔性光电子器件,如有机发光二极管与太阳能电池,已经引起了越来越多研究者的关注。而其中用到的电极材料也需要具备柔性,轻便,低成本等特点,同时可以大批量地生产。
自制酸奶发酵剂目前主导光电子器件的氧化铟锡(ITO)电极由于机械稳定性差,而且铟资源的日益缺少导致其成本的不断提高。所以急需寻求一些可替代的环保的电极材料。过去几十年研究者们尝试了大量的新型电极材料,比如纳米碳管、金属网格与金属纳米线网等。最近,由于其高导电性、透明性、可弯曲性、空气与高温稳定性,石墨烯作为一种新型的柔性电子学与电极材料得到广泛认同。
迄今为止制备石墨烯透明电极有两种方法:一种是把石墨烯氧化物溶液旋涂在基底上,然后在高温下还原;另一种是利用化学气相沉积法(CVD)的方法在金属镍或者铜表面催化生长
石墨烯,然后再转移到不同的基底上。前一种方法很容易制成薄膜,但是需要1000高温,所以对很多基底都不合适,像玻璃与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)分别在500250左右就开始融化。后一种方法尽管不需要太高温度,却要使用复杂的CVD设备,同时还需要转移石墨烯膜的额外程序。因此开发一种低成本、高产出,同时不需高温处理、真空设备与膜转移步骤的方法来制备石墨烯透明柔性电极很有必要。
香港理工大学纺织制衣系郑子剑教授的研究组与参红祛瘀散结胶囊陶晓明教授合作,发展了一种简便的制备高质量石墨烯复合电极(graphene composite electrode, GCE)的方法。他们首先制备磺酸化修饰的石墨烯氧化物,再进行原位水合肼还原,得到大量(克级)径向尺寸大于50微米、并具有良好水溶性的石墨烯片。将此石墨烯的溶液进一步用导电聚噻吩(poly(3,4-ethylenedioxythiophene): polystyrenesulfonatePEDOT: PSS钢管自动切割机)掺杂所得到的石墨烯复合溶液,能够很好地旋涂在玻璃或者PET的基底上。然后只需要在150下退火,便可以得到高导电率(80 Ω sq − 1)和高透光率(80%)的石墨烯复合材料透明电极。在1000次弯曲测试中,电极显示了极好的稳定性,导电性没有明显降低。使用该电极制备的有机发光二极管在发光效果上也比基于ITO绿隔热玻璃电极的器件高出2倍。
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本文发布于:2024-09-23 16:14:56,感谢您对本站的认可!

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