CVD石墨烯的制備及光電器件的研究.pdf

1、自2004年石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，由于其優(yōu)越的性能受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，尤其在2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)之后，科研工作者們對(duì)它的研究熱潮進(jìn)入一個(gè)新的階段。石墨烯具有超高的室溫電子遷移率、良好的透過(guò)率、納米級(jí)別的厚度等優(yōu)異的物理特性，使其在電子器件、觸摸屏等各種領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用。近幾年來(lái)，為了獲得大面積、高質(zhì)量的石墨烯，人們不斷地探索其制備方法。目前，主要的制備方法有機(jī)械剝離法(Mechanical Exfoliation Me

2、thod)、外延生長(zhǎng)法(Epitaxial Growth)、氧化還原法(Oxidation-reduction Method)以及化學(xué)氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition，CVD)等。其中，CVD法由于便捷易操作，制備成本低，樣品尺寸可控，因此成為目前主流的制備高質(zhì)量、大面積石墨烯的方法。同時(shí)，石墨烯在光電器件領(lǐng)域的應(yīng)用也取得了非常大的發(fā)展，近幾年基于石墨烯的太陽(yáng)能電池的研究不斷深入。本文首先利用CVD法制備并

3、對(duì)比了鉑(Platinum，Pt)、銅箔(Copper,Cu)基底上石墨烯的性能，然后將石墨烯轉(zhuǎn)移到n-Si上，制備石墨烯/硅太陽(yáng)能電池，并通過(guò)對(duì)石墨烯摻雜以及加減反層的方式，其性能最高可提升3.18倍，同時(shí)利用氧等離子體處理器件，同樣達(dá)到了提高電池性能的效果。主要內(nèi)容如下:
　　1、利用CVD法在鉑基底上生長(zhǎng)石墨烯，通過(guò)鼓泡法轉(zhuǎn)移得到了均勻連續(xù)的樣品。利用光學(xué)顯微鏡表征石墨烯的完整性，用拉曼單譜及成像判斷石墨烯的質(zhì)量及均勻性，同

4、時(shí)也通過(guò)透過(guò)率和遷移率研究了該基底上石墨烯的光學(xué)和電學(xué)性能。鉑基石墨烯轉(zhuǎn)移出來(lái)干凈、連續(xù)、透過(guò)率高。
　　2、利用CVD法實(shí)現(xiàn)銅基底上石墨烯單層率的調(diào)控，并研究了不同單層率對(duì)石墨烯性能的影響。利用光學(xué)對(duì)比度，拉曼成像判斷單層率，通過(guò)透過(guò)率和遷移率的測(cè)試研究了雙層及厚層的存在對(duì)石墨烯光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)單層率不同，石墨烯的透過(guò)率和遷移率不同。
　　3、通過(guò)控制制備工藝研究了不同因素對(duì)石墨烯/硅太陽(yáng)能電池性能的影響，包