石墨烯柔性透明导电薄膜的超声波制备

摘要：随着电子元器件向小型化和轻便化的方向发展，石墨烯柔性透明导电薄膜将成为硬质衬底透明导电薄膜的更新换代产品，因此其研究备受关注。本文综述了石墨烯柔性透明导电薄膜的主要制备技术及其有缺点，阐述了当前该领域的新研究成果——超声波雾化喷涂。

关键词：石墨烯柔性透明导电薄膜；超声波雾化喷涂；石墨烯

透明导电薄膜被广泛应用于平板显示器，太阳能电池、光发射器件等光电领域。近年来光通信设备、固态照明在柔性衬底上制备透明导电薄膜具有可折叠、重量轻、不易碎、便于运输、易于大面积生产及设备投资少等优点，可广泛应用于光电领域，成为近年来透明导电薄膜研究的新方向。而石墨烯具有在室温下的电子迁移率高，导电性能优异，在可见光和近红外光范围内的透过率高，优良的导热性能，稳定的化学性能，机械柔韧性能，制造成本低廉等优点沉积在柔性基底上的石墨烯薄膜，不仅可以替代传统的导电薄膜，还有传统的导电薄膜所没有的柔性性能，其应用领域将十分广泛。

当前制备石墨烯柔性透明导电薄膜的方法主要有，真空蒸镀、溅射法、离子镀。真空蒸镀法获得的薄膜晶粒尺寸偏小、电阻率偏大、可见光透过率不高等；溅射法优点是任何物质都可以溅射，尤其是高熔点、低蒸气压的元素或化合物，薄膜与衬底之间的附着性能好，而缺点是溅射设备复杂；离子镀的主要优点是沉积速度快，可制备相对均匀的薄膜，而且缺点是离子化程度低需要非常高的加速电压，离子量少不利于反应淀积。

驰飞超声波通过超声波纳米制备装置制备石墨烯有机溶剂分散液，然后采用超声波雾化喷涂设备喷涂到PET基底上，利用超声波雾化喷涂涂覆法的均匀性，使溶液完全摊开，之后在常温下风干即得石墨烯薄膜。驰飞超声波利用紫外光谱分析仪对超声波雾化喷涂法制备的石墨烯薄膜进行检查分析，发现在在整个扫描光谱区内石墨烯没有任何吸收峰，可见使用超声波雾化喷涂法不会引入其他化学键，即没有引入氧原子，石墨烯没有被氧化，制备的石墨烯薄膜纯度高质量好。此外，石墨烯薄膜厚度可控重复性好，石墨烯薄膜出孔率低，孔隙小，而且薄膜涂层和PET基底之间的附着性好不易脱膜。

技术参数

	全自动超声波喷涂设备
频率	40khz—120khz
材质	工具头钛合金+外壳不锈钢
喷涂颗粒直径	≥0.6pl
适用粘度	≤50cPs
适用温度范围	40℃以内
适用酸碱度范围	Ph4-11
涂层厚度	0.6μm—10μm
可喷涂形状	平面或圆周面
单次喷涂直径范围	3mm—80mm
喷涂速度	以试管为例每小时1000管
固体含量范围	≤10%
是否加气	是
若加气气压范围	0.1μpa—0.3μpa
控制系统	六轴控制系统
整机尺寸	130010001800mm
整机重量	300kg
工作电压	220V
安装孔径	≥25mm
注射进液	≥0.3ml/min
耗电用量	0.2A
额定功率	3kw

超声喷涂

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