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Review of fabrication methods of large-area transparent graphene electrodes for industry

Petri MUSTONEN, David M. A. MACKENZIE, Harri LIPSANEN

2020, 13(2): 91-113

https://doi.org/10.1007/s12200-020-1011-5

【推荐理由】

目前，透明电极最常用的材料是掺锡氧化铟（ITO）。ITO在可见光范围内具有良好的透光率（>90%）和片电阻(约10–30Ω/sq)。但是ITO的一个显著缺点是：铟是一种稀土材料，因此价格昂贵。一般来说，ITO晶体是在玻璃上通过磁控溅射沉积后，采用高温退火工艺来初始化结晶的，这也阻碍了ITO在塑料器件中的应用。此外，即使实现了多晶，ITO也易在小弯曲半径下出现裂纹。石墨烯是单层碳原子构成的薄膜，它具有机械稳定性、柔性、接近光学透明，并具有极其优良的导电性能，是制作透明电极的理想材料。然而，石墨烯的上述许多特性需要极端条件或特殊的、不可扩展的制备方法。目前基础研究中石墨烯大多来自微机械剥离方法，这是一个不可扩展、产量低且非常机械化的过程。此外，为了获得这些性能，通常要采用六方氮化硼（hBN）作为石墨烯衬底，而hBN也要采用微机械剥离来制备。本文综述了基于石墨烯大面积透明电极的两种主要制备方法——液相剥离法和低压化学气相沉积法的研究现状，重点关注了目前石墨烯透明电极的性能，为此他们采用导电率和导光率之间的比值作为品质因子来衡量石墨烯制备方法优劣。目前液相剥离法制备石墨烯基透明电极的品质因子，即电导和导光率之比约为43.5，略高于工业所需的最低值35，而化学气相沉积法制备器件的品质因子可高达419。

【图片摘要】