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本周好材料| 新型光伏,能源,传感器材料:CVD石墨烯薄膜

 BaidzBarnett 2016-09-12

本周好材料推荐

石墨烯(Graphene)自2004年发现以来,在短短数年间已经成为凝聚态物理、化学、材料科学等领域研究中倍受瞩目的“明星材料”。化学气相沉积(CVD)是目前制备石墨烯的最有效、也是最具研究价值的方法。


 

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石墨烯的基本性能

 强度:130GPa,钢的100倍;

 厚度:0.34nm

 透光率:97.3%(单层,可见光380-780nm)

 导热:导热系数5300W/m·k

 电子迁移率:15,000cm2/V.s10倍于商用硅片;电子运动速度是光的1/300

 低电阻率:10-8Ω·m,比铜/银电阻率还要低;

 零能隙半导体

 室温量子霍尔效应

  

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石墨烯的应用

1.石墨烯泡沫

    石墨烯泡沫不仅具有高的孔隙率(99.7%),低密度(5mg/m3),高比表面积(850m3/g),有弹性,柔性好,还具有优良的电、热,力学等性能。

应用方向:用于复合材料,电池电极,超级电容器等。

2.石墨烯/高分子吸波材料

传统吸波材料(铁氧体,石墨,陶瓷类)主要缺点是密度大,吸收频带窄等缺点。石墨烯/导电高分子材料可以很好的满足吸波材料“薄”“轻”“宽”“强”的特点。

应用方向:用于吸波材料。

3.石墨烯气体阻隔膜

通常高分子阻隔膜由于分子作用力较小对气体及其他小分子的阻隔性能较差,另外高分子阻隔膜阻隔性能也会受到分子链极性,密度,取向性,氢键,支化程度,交联度等影响,对多种小分子无法全面阻隔。石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料,有稳定的C=C键,对小分子气体具有良好的阻隔性。

应用:气球及军用飞艇气囊作为气体阻隔材料,OLED薄膜封装材料等。

4.石墨烯加热膜

石墨烯具有优量的导电性能及柔性,石墨烯的方阻均匀性(±2.5%)相比传统导电玻璃(±10%)要高,用发热材料发热均匀性较好,另外碳材料本身生物相容性较好,和皮肤直接接触对人体不会有伤害。                     

应用方向:电池加热,玻璃除雾,内衣加热等。

5.石墨烯传感器

石墨烯方阻低,灵敏度高可用于心电传感器及脉搏传感器等。

6.太阳能电池

石墨烯透过率高(单层为97.3%),方块电阻低,另外石墨烯在红外光区(太阳光中占43%)的透过率比可见光区高1-3%,目前导电膜FTOITO红外光区透过率较低,使用石墨烯提高光电转化效率。

应用方向:可用于太阳能电池窗口材料及负电极。

7.智能调光膜

智能调光膜是建筑节能的重要解决方案。石墨烯智能调光薄膜具有透光性好、面电阻低、柔性易弯折等优点。 ITO不耐弯折,在生产、运输和使用过程中容易发生断裂而报废,而且铟矿储量稀少而分散,开采和回收困难,随着资源的不断消耗,ITO的成本将不断攀升。

2008年,法拉利为车型612Scaglietti安装了电控变色全景车顶,覆盖整个座舱顶部,它由电致变色玻璃制成,按下按钮即可调节射入座舱的光线强度。20091215日,使用了智能调光窗的波音787梦幻客机试飞成功。通过自动调节窗口的明暗,可以让乘客获得更舒适的旅行体验,而由此带来的对光热传输的控制效果有助于实现节能减排。使用了智能调光膜的防眩目后视镜也已经大量应用于机动车当中,当后方车辆使用远光灯时,防眩目后视镜会自动减弱光线的反射,消除干扰驾驶员的眩光,保障了行驶安全。

8.石墨烯触摸屏/sensor/手机/智能腕表

石墨膜高电子迁移率(10倍于ITO),石墨烯触摸屏理论上可以承受3倍的芯片扫描频率,从而获得高响应速度;

低成本和低反射:ITO最低反射率(OGS全贴合屏)为6.5% vs. 石墨烯GFF可以做到4.5%。(OGS全贴合屏)为6.5% vs. 石墨烯GFF可以做到4.5%

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基底石墨烯产品

 

泛锐研究院采用CVD法制备石墨烯,基底石墨烯产品包括铜基石墨烯、镍基石墨烯、PET 基石墨烯、硅基石墨烯、石英基石墨烯等,另可提供来样定做、规格定制服务。


1.铜基底石墨烯膜


铜基底参数:

纯度:99.95%

厚度:50 微米


2.石英基底石墨烯膜


石英基底参数

石英基底厚度:1mm/2mm

石英透光率:>93%


3.硅基底石墨烯膜


硅基底参数

硅片厚度:700μm

硅片表面氧化硅厚度:300nm


4.泡沫镍基 3D 多层石墨烯


泡沫镍基底参数

孔 数:110ppi

面密度:320g/m

厚 度:1.8mm



5.PET 基底石墨烯膜


PET 基底参数

PET 厚度:50/75/100/125μm

PET 透光率:>91%

PET 基底石墨烯包装照片


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