技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)電材料領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯薄膜和金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合的導(dǎo)電材料及制備方法。

背景技術(shù)：

透明導(dǎo)電薄膜材料廣泛應(yīng)用于觸摸屏、各種顯示器件、太陽(yáng)能電池等光電子器件。目前市場(chǎng)上的透明導(dǎo)電薄膜的97％以上是一種含稀土金屬銦的氧化錫銦(ITO)透明導(dǎo)電材料，ITO作為透明電極材料具有較高的透明度高，面電阻可以低至30Ω/□。但是金屬銦在地殼中的含量有限，成本逐年升高；同時(shí)，ITO存在化學(xué)性質(zhì)和熱性質(zhì)不穩(wěn)定、機(jī)械脆性等。可穿戴的光電器件的快速發(fā)展為透明導(dǎo)電薄膜提出了更高的要求，比如機(jī)械柔性、重量輕等。所以迫切需要尋找一種高光透過(guò)率、低面電阻、可彎曲的新型透明導(dǎo)電材料。

為解決ITO導(dǎo)電透明電極存在的上述問(wèn)題，研究人員相繼研發(fā)了金屬網(wǎng)柵、石墨烯薄膜、碳納米管薄膜、金屬氧化物等透明導(dǎo)電材料。金屬氧化物如AlZnO存在脆性與透光性不足等問(wèn)題。盡管金屬網(wǎng)柵的面電阻小于80Ω/□，但網(wǎng)柵不透光、存在網(wǎng)柵中管-管或線-線的連接處及電極/活性層界面的電阻較高，金屬易被氧化等缺點(diǎn)。

物理上，石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面二維材料，是單個(gè)碳原子厚度的二維材料，其厚度為0.334nm。石墨烯作為一種半金屬材料其特殊的孔隙結(jié)構(gòu)，決定了其具有柔性的特點(diǎn)。石墨烯內(nèi)部載流子濃度高達(dá)10¹³cm^-2，其理論遷移率能達(dá)到200000cm²/V·s，而且單層石墨烯的透光率達(dá)到97.7％，這些獨(dú)特且優(yōu)異的性質(zhì)使得石墨烯成為透明電極材料最有潛力的替代品之一。CVD法生長(zhǎng)石墨烯能夠轉(zhuǎn)移在任意需要的襯底上，但是轉(zhuǎn)移過(guò)程造成石墨烯性能的改變。

申請(qǐng)?zhí)枮?01110057896.3的專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種復(fù)合導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料為石墨烯/銅納米線復(fù)合導(dǎo)電材料，包括：石墨烯、銅納米線和粘結(jié)劑；其中銅納米線占石墨烯重量的重量分?jǐn)?shù)為1％-99％,所述粘結(jié)劑占石墨烯/銅納米線總重量的重量分?jǐn)?shù)為1％-50％；所述石墨烯層數(shù)為1～20層。該發(fā)明還提供所述復(fù)合材料的制備方法：(a)提供石墨烯、銅納米線和粘結(jié)劑；將粘結(jié)劑溶于有機(jī)溶劑，得到粘結(jié)劑的有機(jī)溶液；(b)對(duì)石墨烯、銅納米線與粘結(jié)劑的有機(jī)溶液混合，得到混合物；(c)對(duì)所述步驟(b)的混合物進(jìn)行分散1h-48h，在保護(hù)氣氛下固化，固化溫度為100℃-400℃，固化時(shí)間為10min-20min，得到所述復(fù)合導(dǎo)電材料。該發(fā)明提供的復(fù)合導(dǎo)電材料是采用化學(xué)溶液共混法合成導(dǎo)電材料，在有機(jī)溶劑中共混會(huì)導(dǎo)致石墨烯破裂、缺陷形成，影響導(dǎo)電性能，易造成環(huán)境污染；該發(fā)明石墨烯制備過(guò)程中要求除去催化層；另外也導(dǎo)致導(dǎo)電材料的面電阻較高，難于滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種石墨烯薄膜和金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合的導(dǎo)電材料。本發(fā)明提供的導(dǎo)電材料具備優(yōu)異的導(dǎo)電性、可調(diào)節(jié)的透光性和良好的機(jī)械柔性。

一種石墨烯薄膜和金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合的導(dǎo)電材料，包括金屬納米結(jié)構(gòu)和附著在金屬納米結(jié)構(gòu)上的石墨烯薄膜，石墨烯薄膜通過(guò)化學(xué)氣相沉積法或碳偏析的方法直接附著在金屬納米結(jié)構(gòu)上或者包覆金屬納米結(jié)構(gòu)，所述石墨烯薄膜的層數(shù)為1-30層。

本發(fā)明所述的石墨烯薄膜是指包含不同層數(shù)的物理意義上的石墨烯。石墨烯薄膜層數(shù)不同，透光率不同，面電阻也不同，可依據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

所述的金屬納米結(jié)構(gòu)為銅、銀、金、鉑、鎳、鋁、鎂、鎢、釕或其合金組成的納米結(jié)構(gòu)。

所述的金屬納米結(jié)構(gòu)為納米線、納米顆粒、納米管、納米樹(shù)枝結(jié)構(gòu)和納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的至少一種。

所述的納米線、納米顆粒、納米管和納米樹(shù)枝結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)上至少一維的尺寸不大于50μm，在該范圍內(nèi)導(dǎo)電材料的透光性與導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)能夠得到調(diào)節(jié)和優(yōu)化。

所述的納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格線寬度為2nm-5000nm，在該范圍內(nèi)導(dǎo)電材料的透光性與導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)能夠得到調(diào)節(jié)和優(yōu)化。

優(yōu)選地，所述的納米線、納米顆粒、納米管和納米樹(shù)枝的直徑為50nm-200nm，在該范圍內(nèi)導(dǎo)電材料的空隙率較高，透光性較好，所述納米樹(shù)枝的直徑為樹(shù)枝線的寬度。

所述的納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格線寬度為50nm-200nm，在該范圍內(nèi)導(dǎo)電材料的空隙率較高，透光性較好。

所述的納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是由金屬薄膜經(jīng)過(guò)微納米加工制成。所述微納米加工為現(xiàn)有的常用技術(shù)，包括光刻、等離子體刻蝕、電子束刻蝕、激光加工等。

本發(fā)明所述的導(dǎo)電材料的石墨烯薄膜表面還附有支撐層，所述的支撐層為導(dǎo)電高分子層或絕緣高分子層。支撐層對(duì)石墨烯薄膜起到保護(hù)作用，同時(shí)改善導(dǎo)電材料的表面、界面性能，能起到保護(hù)作用的材料都能作為支撐層。

所述的導(dǎo)電高分子層的材料為聚噻吩、聚苯胺、聚噻吩、聚對(duì)苯聚吡咯、聚苯乙炔、聚乙撐二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽、聚對(duì)苯撐乙烯、聚芴和聚乙炔中的至少一種；導(dǎo)電高分子層承擔(dān)導(dǎo)電填充作用，改善表面、界面性能，所述的導(dǎo)電高分子材料具有良好的導(dǎo)電性和透光性，可提高導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性，調(diào)節(jié)導(dǎo)電材料的透光性。

所述的絕緣高分子層的材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、熱釋放膠帶和水溶性膠帶(water-soluble tape)中的至少一種；所述的絕緣高分子材料為透明高分子材料，透明絕緣高分子材料具有優(yōu)異的耐酸堿特性，改善透明導(dǎo)電材料的表面性能，同時(shí)調(diào)節(jié)透光性。

優(yōu)選地，所述的絕緣高分子層的材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、熱釋放膠帶和水溶性膠帶(water-soluble tape)中的至少一種；熱釋放膠帶(熱剝離型膠帶)和水溶性膠帶為工業(yè)上常用的膠帶；熱釋放膠帶一般是指在一定的條件下具有粘附性能，但在一定的溫度下容易失去粘附性而與石墨烯薄膜分離；水溶性膠帶一般是指具有粘附性的膠帶遇水后能夠被溶解的膠帶，使用熱釋放膠帶和水溶性膠帶制得的導(dǎo)電材料，支撐層和石墨烯薄膜容易分離。

支撐層的厚度較小時(shí)，對(duì)石墨烯薄膜的保護(hù)能力較弱；支撐層的厚度較大時(shí)，對(duì)石墨烯薄膜的保護(hù)能力較強(qiáng)。

優(yōu)選地，所述的支撐層厚度為10nm～5000nm，在該支撐層厚度范圍內(nèi)，導(dǎo)電材料導(dǎo)電性能較好，同時(shí)導(dǎo)電材料的透光性可調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的支撐層厚度為300nm-1000nm，在優(yōu)選的支撐層厚度范圍內(nèi)，導(dǎo)電材料導(dǎo)電性能較好，同時(shí)導(dǎo)電材料的透光性可調(diào)節(jié)。

所述的石墨烯薄膜包含有異質(zhì)原子或分子。異質(zhì)原子或者分子對(duì)石墨烯薄膜進(jìn)行摻雜或修飾，能夠有效提高石墨烯薄膜的載流子濃度，降低面電阻。

所述的異質(zhì)原子或分子含有氮、硼、硫、氫、氧、氟、硅和磷元素中的至少一種。

優(yōu)選地，所述的異質(zhì)原子或分子含有氮、硼和氧元素中的至少一種，摻雜含氮、硼或氧的石墨烯薄膜與金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合的導(dǎo)電材料，易于調(diào)控載流子濃度和面電阻。

本發(fā)明提供的石墨烯薄膜和金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合的導(dǎo)電材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和可調(diào)節(jié)的透光性。

本發(fā)明提供的導(dǎo)電材料的方塊電阻為5Ω/□～1000Ω/□，透光率5％～97％，彎曲半徑<10mm。

本發(fā)明還提供所述導(dǎo)電材料的制備方法，將金屬納米結(jié)構(gòu)和碳源加入到化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)或?qū)⒔饘偌{米結(jié)構(gòu)加入純度高于80％的碳粉中經(jīng)加熱處理形成石墨烯薄膜，制得石墨烯薄膜和金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合的導(dǎo)電材料。

本發(fā)明制備方法所述的金屬納米結(jié)構(gòu)為金屬納米顆粒、金屬納米線、金屬納米管、納米樹(shù)枝結(jié)構(gòu)和納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的至少一種。

所述碳源為氣態(tài)碳源、液態(tài)碳源或固態(tài)碳源，在碳源中摻雜雜原子或分子制備包含有異質(zhì)原子或分子的石墨烯薄膜。

進(jìn)一步優(yōu)選地，本發(fā)明提供的導(dǎo)電材料的制備方法包括以下步驟：

(a)將金屬薄膜和碳源加入到化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)或?qū)⒔饘俦∧ぜ尤爰兌雀哂?0％的碳粉中經(jīng)加熱處理形成石墨烯薄膜；

(b)在石墨烯薄膜的表面制備支撐層；

(c)將連續(xù)的金屬薄膜進(jìn)行微納米加工，除去金屬薄膜整片面積中的5％～99％，制得石墨烯薄膜和金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合的導(dǎo)電材料。

步驟(a)所述的金屬薄膜的厚度不大于50μm。

步驟(b)中制備支撐層的方法為現(xiàn)有方法，包括旋涂法或壓膜法。

步驟(c)中除去金屬薄膜整片面積中的5％～99％，目的是將金屬薄膜制成金屬網(wǎng)狀納米結(jié)構(gòu)，得到石墨烯薄膜和金屬網(wǎng)狀納米結(jié)構(gòu)復(fù)合的導(dǎo)電材料。該導(dǎo)電材料具有良好的透光性和導(dǎo)電性。

優(yōu)選地，除去金屬薄膜整片面積中的50％～90％，得到的導(dǎo)電材料具有良好的透光性和導(dǎo)電性，透光率可達(dá)到80％以上。

步驟(c)制得石墨烯薄膜和金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合的導(dǎo)電材料后，可根據(jù)實(shí)際的需要將支撐層去除掉。

目前，能夠大規(guī)模制備高質(zhì)量石墨烯薄膜的技術(shù)主要包括化學(xué)氣相沉積法(CVD)和碳偏析(surface segregation)的方法。因CVD法和碳偏析法是制備石墨烯薄膜的常用方法，故本發(fā)明不對(duì)制備石墨烯薄膜的具體步驟做詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明還提供了一種石墨烯薄膜和金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合的導(dǎo)電材料作為透明導(dǎo)電膜的應(yīng)用。該導(dǎo)電材料可作為觸摸屏、液晶顯示、智能窗等的透明導(dǎo)電膜。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明將石墨烯薄膜和金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合制備導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料兼具機(jī)械柔性和高導(dǎo)電性以及可調(diào)節(jié)的透光性。同時(shí)，該透明材料中石墨烯薄膜附著在金屬納米結(jié)構(gòu)上，能夠防止金屬被氧化，提升了導(dǎo)電性和穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供的制備方法不需要使用有機(jī)溶劑，制得的石墨烯不會(huì)產(chǎn)生破裂、缺陷，同時(shí)，不會(huì)造成環(huán)境污染。本發(fā)明石墨烯薄膜制備過(guò)程中不需要轉(zhuǎn)移石墨烯薄膜，操作簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明制備的石墨烯薄膜和金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合的導(dǎo)電材料結(jié)構(gòu)的示意圖，其中1為金屬納米結(jié)構(gòu)，2為石墨烯薄膜；圖1(a)和圖1(b)表示石墨烯薄膜與金屬納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)復(fù)合的導(dǎo)電材料結(jié)構(gòu)的示意圖；圖1(c)表示金屬納米顆粒與石墨烯薄膜復(fù)合的導(dǎo)電材料結(jié)構(gòu)的示意圖；圖1(d)表示石墨烯薄膜與金屬納米線復(fù)合的導(dǎo)電材料結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/氮摻雜石墨烯薄膜/銅納米結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料的數(shù)碼相機(jī)照片。

圖3為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/石墨烯薄膜/鎳銅納米結(jié)構(gòu)的透光率圖譜，石墨烯薄膜的層數(shù)為1、2和3層。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1在銅納米結(jié)構(gòu)上采用CVD法合成石墨烯薄膜，包括以下基本步驟：

(1)將銅納米顆粒(顆粒直徑約100nm)上載到石墨烯制備的CVD系統(tǒng)；

(2)采用甲烷氣態(tài)碳源(H₂/CH₄的流量比為20：1)在銅納米顆粒表面合成石墨烯薄膜，合成溫度為1030℃，合成時(shí)間為2小時(shí)，得到石墨烯薄膜為4層的石墨烯，這樣就形成銅：石墨烯薄膜的核殼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料，其結(jié)構(gòu)圖如圖1(c)所示。

實(shí)施例1合成的石墨烯薄膜為4層的石墨烯，也可以依據(jù)實(shí)際需要，調(diào)節(jié)制備石墨烯薄膜的時(shí)間、甲烷的流量等實(shí)驗(yàn)參數(shù)而調(diào)節(jié)合成石墨烯薄膜的層數(shù)。合成石墨烯薄膜的碳源可以依據(jù)實(shí)際需要而選用氣態(tài)、液態(tài)甚至固態(tài)碳源。形成金屬納米結(jié)構(gòu)：石墨烯薄膜的核殼結(jié)構(gòu)后，可以依據(jù)導(dǎo)電膜的具體應(yīng)用如觸摸屏、液晶顯示、智能窗等而制備導(dǎo)電膜，制備時(shí)可以依據(jù)需要添加其它化合物、溶劑等而形成可印刷的導(dǎo)電材料。

實(shí)施例2在鎳銅合金納米結(jié)構(gòu)上采用碳偏析法合成石墨烯薄膜，包括以下基本步驟：

(1)將鎳銅納米線(直徑約50nm，長(zhǎng)度約5000nm)埋在純度為85％的碳粉中；

(2)在溫度約1000℃下處理20小時(shí)；

(3)降溫至室溫，這樣碳原子偏析在鎳銅合金的表面形成石墨烯薄膜(厚度約30層的石墨烯)，形成鎳銅：石墨烯薄膜的核殼結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)圖如圖1(d)所示。

實(shí)施例2采用的金屬納米結(jié)構(gòu)為鎳銅合金納米線，但也可以選擇其它金屬納米結(jié)構(gòu)，如銀、金、鉑、鎳、鋁、鎂、鎢、釕等以及他們的合金組成，其大小尺度、形狀等可以依據(jù)實(shí)際需要而確定。采用碳偏析法合成的墨烯薄膜為30層的石墨烯，也可以依據(jù)實(shí)際需要，調(diào)節(jié)制備石墨烯薄膜的時(shí)間、溫度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)而調(diào)節(jié)合成石墨烯薄膜的層數(shù)。形成金屬納米結(jié)構(gòu)：石墨烯薄膜的核殼結(jié)構(gòu)后，可以依據(jù)需要添加其它化合物、溶劑等而形成可印刷的導(dǎo)電材料。

實(shí)施例3在鎳箔上采用固態(tài)碳源法合成石墨烯薄膜，包括以下基本步驟：

(1)將鎳箔(厚度為25μm)上載到石墨烯制備系統(tǒng)；

(2)在鎳箔上制備一層約10nm的碳膜，然后在Ar/H₂的氣氛下，對(duì)沉積有碳膜的鎳箔進(jìn)行熱處理約40分鐘，然后降溫至室溫而制備石墨烯薄膜(層數(shù)為3層的石墨烯)；

(3)采用旋涂法在鎳/石墨烯薄膜的石墨烯薄膜上制備聚甲基丙烯酸酯(PMMA)支撐層，支撐層的厚度約500nm；

(4)對(duì)PMMA/石墨烯薄膜/鎳的鎳箔進(jìn)行微納加工，使鎳箔形成網(wǎng)狀的納米結(jié)構(gòu)，鎳網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的鎳帶寬度為300nm，從而制備出PMMA/石墨烯薄膜/鎳網(wǎng)柵的導(dǎo)電材料，其結(jié)構(gòu)圖如圖1(a)所示。

實(shí)施例3采用鎳薄膜，利用固態(tài)碳源合成石墨烯薄膜，但也可以選擇其它金屬薄膜如銅、銀、金、鉑、鎳、鋁、鎂、鎢、釕等以及他們的合金組成，其厚度依據(jù)實(shí)際需要而確定。合成的石墨烯薄膜的方法采用固態(tài)碳源的碳偏析法制備石墨烯薄膜，石墨烯薄膜的厚度可以依據(jù)實(shí)際需要，調(diào)節(jié)制備石墨烯薄膜的時(shí)間、Ar/H₂等實(shí)驗(yàn)參數(shù)而調(diào)節(jié)合成石墨烯薄膜的層數(shù)。合成石墨烯薄膜的碳源也可以依據(jù)實(shí)際需要而選用氣態(tài)碳源、液態(tài)碳源。支撐層的材料選擇可以是導(dǎo)電、絕緣的，優(yōu)選為透明的高分子材料。對(duì)金屬薄膜的微納加工可以選用目前常用的技術(shù)手段，比如光刻、激光加工、電子束刻蝕等，加工后的形狀、尺寸等可以根據(jù)實(shí)際需要而確定。形成金屬納米結(jié)構(gòu)/石墨烯薄膜/支撐層后，支撐層可以依據(jù)需要而保留或除去。可以依據(jù)透明導(dǎo)電膜的具體應(yīng)用如觸摸屏、液晶顯示、智能窗等而制備透明導(dǎo)電膜，制備時(shí)可以依據(jù)需要添加其它化合物、溶劑等而形成可印刷的透明導(dǎo)電材料。

實(shí)施例4在銅箔上采用CVD法合成氮摻雜的石墨烯薄膜，包括以下基本步驟：

(1)將銅箔(厚度為25μm)上載到石墨烯制備的CVD系統(tǒng)；

(2)采用乙炔作為氣態(tài)碳源、氨氣作為氮源而合成氮摻雜的石墨烯薄膜，先在Ar/H₂的氣氛下對(duì)銅箔進(jìn)行處理，然后在乙炔(20sccm)、氨氣(5sccm)與氫氣(40sccm)的氣氛下合成氮摻雜的石墨烯薄膜(為單層的氮摻雜石墨烯)；

(3)將熱釋放膠帶(購(gòu)自日本Nitto Denko公司，Revalpha型)采用壓膜的方法附在銅/氮摻雜石墨烯薄膜的氮摻雜石墨烯薄膜表面，熱釋膠帶為支撐層，支撐層的厚度約為50μm。

(4)對(duì)熱釋放膠帶/氮摻雜石墨烯薄膜/銅的銅箔進(jìn)行微納加工，使銅箔形成網(wǎng)狀的納米結(jié)構(gòu)，銅網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的銅線寬度為40nm，從而制備出熱釋膠帶/氮摻雜石墨烯薄膜/銅網(wǎng)柵的結(jié)構(gòu)；

(5)在熱釋放膠帶/氮摻雜石墨烯薄膜/銅網(wǎng)柵的銅網(wǎng)柵面制備聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)導(dǎo)電材料，形成熱釋放膠帶/氮摻雜石墨烯薄膜/銅網(wǎng)柵(PEDOT:PSS)；

(6)將熱釋放膠帶/氮摻雜石墨烯薄膜/銅網(wǎng)柵(PEDOT:PSS)加熱到一定的溫度，使熱釋放膠帶與氮摻雜石墨烯薄膜分離，形成氮摻雜石墨烯薄膜/銅網(wǎng)柵(PEDOT:PSS)的電極材料，其結(jié)構(gòu)圖如圖1(b)所示。

實(shí)施例4采用銅箔，利用乙炔作為碳源、氨氣作為氮源而合成有異質(zhì)原子的石墨烯薄膜，其厚度依據(jù)實(shí)際需要而確定。異質(zhì)原子或分子可以是如硼等其它原子或分子。合成的摻雜石墨烯薄膜的厚度可以依據(jù)實(shí)際需要，調(diào)節(jié)制備時(shí)間、含碳?xì)庠吹牧髁?、Ar/H₂等實(shí)驗(yàn)參數(shù)而調(diào)節(jié)合成摻雜石墨烯薄膜的層數(shù)。形成金屬納米結(jié)構(gòu)/石墨烯薄膜/支撐層后，支撐層可以依據(jù)需要而保留或除去。本實(shí)施例使用了導(dǎo)電高分子材料PEDOT:PSS，也可以使用其它導(dǎo)電材料而改善表面/界面性能?？梢砸罁?jù)透明導(dǎo)電膜的具體應(yīng)用如觸摸屏、液晶顯示、智能窗等而制備透明導(dǎo)電膜，制備時(shí)可以依據(jù)需要添加其它化合物、溶劑等而形成可印刷的導(dǎo)電材料。

實(shí)施例1-4制備的導(dǎo)電材料的基本光電學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1

霍爾遷移率和載流子濃度一起決定導(dǎo)電材料的電導(dǎo)率(電阻率的倒數(shù))的大小。遷移率越大，載流子濃度越大電導(dǎo)率越大，導(dǎo)電性越強(qiáng)。面電阻越小，導(dǎo)電性越強(qiáng)。

實(shí)施例5在鎳銅合金箔上采用CVD法合成石墨烯薄膜，包括以下基本步驟：

(1)將鎳銅合金箔(厚度為50μm)上載到石墨烯制備的CVD系統(tǒng)；

(2)采用乙炔氣體作為氣態(tài)碳源合成石墨烯薄膜，先在Ar/H₂的氣氛下對(duì)銅箔進(jìn)行處理，然后在乙炔、氫氣與氬氣的氣氛下合成石墨烯薄膜，調(diào)節(jié)合成石墨烯薄膜的參數(shù)如氣體流量比、時(shí)間以及溫度等得到厚度為少數(shù)層(即3-10層)的石墨烯；

(3)在鎳銅合金/石墨烯薄膜的石墨烯表面制備PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)支撐層，支撐層的厚度為400nm。

(4)對(duì)PET/石墨烯薄膜/鎳銅合金的鎳銅合金箔進(jìn)行微納加工，去除60％的鎳銅合金箔面積，使鎳銅合金箔形成網(wǎng)狀的納米結(jié)構(gòu)，鎳銅合金網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的鎳銅結(jié)構(gòu)的寬度為100nm，從而制備出PET/石墨烯薄膜/鎳銅網(wǎng)柵的透明導(dǎo)電材料，如圖2所示，該透明導(dǎo)電材料的透光率圖譜如圖3所示。