国内首片15英寸单层石墨烯透明电极制备成功

有望应用于透明、可折叠手机、平板电脑和PC等领域

“难度就相当于要在一个标准足球场上铺一层薄薄的保鲜膜，要做到让它完全平整并且完好无损，需要高度科学和精确的工艺控制水平。”在解释要制备出高质量、均匀单层石墨烯，并成功将其完整转移至柔性PET衬底上和其他平整基底表面上的难度时，中科院重庆研究院微纳制造与系统集成研究中心副主任史浩飞这样比喻。

记者近日从该院了解到，研究人员通过自主研发制备方法，在低温条件下，实现了在铜箔衬底上生长15英寸的高质量、均匀单层石墨烯，并成功将其完整转移至柔性PET衬底上和其他平整基底表面，尺寸达到了国内的最高水平；并进一步将石墨烯透明电极应用于电阻触摸屏上，制备出了7英寸石墨烯触摸屏，该触摸屏具有柔性、高透光率、无偏色、成本低等优点。

近年来，石墨烯作为一种新型的柔性透明电极材料得到广泛认同，具有十分优异的力、热、光、电等性质。但是，要将石墨烯应用于透明电极，大面积、高质量石墨烯的制备和快速高效转移是首先要解决的两大关键问题。

据了解，迄今为止制备石墨烯的方法主要有微机械剥离法、SiC热解外延生长法化学气相沉积法（CVD）、化学氧化还原法等。其中，最具有应用前景的是CVD法，该方法需要先在金属表面催化生长石墨烯，然后再转移到不同的基底上，但需要1000℃高温，因此不太适合规模化工业生产应用，也不利于节能环保。

史浩飞介绍，该院进行的“石墨烯透明电极关键技术”研究，通过拓展传统CVD制备石墨烯方法，提出采用经济而容易获取的工业原料作为有效碳源，如塑料（PMMA和聚苯乙烯）以及液态苯，实现了在300摄氏度的低温下生长出高质量的石墨烯，并且可以在一定程度上实现对石墨烯层数可控生长。相对于目前市场上主导的透明导电膜ITO，该院制备出的石墨烯透明电极透光率更高，达到97.1%，面积大、缺陷小、使用流畅、功耗更低、性能更稳定，整体更薄更轻，成本大大低于ITO，有望引领触摸屏、柔性显示、太阳能电池等相关领域的革命。