發(fā)布時間：2017-09-22 03:11

  本文關鍵詞：平面微型超級電容器的石墨烯電極材料制備

  更多相關文章： 平面微型超級電容器 石墨烯 化學氣相沉積法 光刻技術 電導性

【摘要】：平面微型超級電容器是一種具有體積小、儲能密度高、充放電速度快、循環(huán)壽命長、使用安全等特點的新型儲能器件,通常被用于微型電子器件的能源提供。平面微型超級電容器的性能主要取決于電極材料的性能。石墨烯作為一種新型的納米材料,由于其具備獨特的物理性能和化學性能,使其成為最重要的超級電容器電極材料。通過分析平面微型超級電容器離子傳輸機制,設計了小尺寸指寬和空隙的平面微型超級電容器構型,并以此為單體設計了串并聯(lián)復合構型的平面微型超級電容器掩膜版。將制備好的石墨烯電極經(jīng)過光刻、磁控濺射、超聲波清洗剝離及等離子體刻蝕一系列工藝流程處理后,在其表面滴涂凝膠,完成了平面微型超級電容器的制備。為了探究銅箔預處理對于石墨烯生長的影響,我們對銅箔預處理前后的光學照片進行了分析。然后,通過拉曼光譜及原子力顯微鏡等表征結果分析得出了低壓條件下,石墨烯在不同生長時間和甲烷濃度條件下的生長規(guī)律。結果發(fā)現(xiàn):當生長時間為30min時,甲烷濃度為35sccm時,石墨烯電極是單層石墨烯;但當甲烷濃度高于35sccm時,石墨烯電極生長為多層石墨烯;在生長時間達到60min時,生成多層石墨烯,電導性較好,但是表面存在缺陷。綜合以上結論,我們得出了石墨烯電極的最佳工藝參數(shù):生長溫度1000℃,甲烷流量35sccm,氫氣流量10sccm,生長時間60min。通過測試,所得石墨烯具有較高的透光率(92.7%-95.2%)和較高的電導性(60.28-155.72Ω/sq)。
【關鍵詞】：平面微型超級電容器 石墨烯 化學氣相沉積法 光刻技術 電導性
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;TM53
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究背景及研究意義10-11
• 1.2 超級電容器的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 超級電容器的發(fā)展歷史11-12
• 1.2.2 平面超級電容器的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 基于石墨烯電極的平面微型超級電容器的研究進展13-14
• 1.3 石墨烯的制備方法14-18
• 1.4 本論文主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 平面微型超級電容器實驗基礎19-30
• 2.1 實驗材料及儀器19-22
• 2.1.1 實驗材料19
• 2.1.2 實驗儀器19-22
• 2.2 CVD生長石墨烯過程22-23
• 2.3 實驗原理23-25
• 2.3.1 CVD生長石墨烯原理23-24
• 2.3.2 平面微型超級電容器離子傳輸機制24-25
• 2.4 石墨烯的表征25-29
• 2.4.1 光學顯微鏡表征26
• 2.4.2 拉曼光譜表征26-28
• 2.4.3 原子力顯微鏡表征28-29
• 2.5 本章小結29-30
• 第3章 平面微型超級電容器的設計與加工30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 掩膜版的設計及加工30-36
• 3.3 平面微型超級電容器制備工藝36-41
• 3.3.1 光刻36-37
• 3.3.2 磁控濺射集電極37-38
• 3.3.3 凝膠的制備及滴涂38-41
• 3.4 本章小結41-42
• 第4章 石墨烯電極的制備42-57
• 4.1 引言42-43
• 4.2 銅基底預處理43-44
• 4.2.1 退火前預處理43-44
• 4.2.2 退火處理44
• 4.3 石墨烯的制備44-45
• 4.4 石墨烯的轉移45-46
• 4.5 石墨烯的表征46-55
• 4.5.1 拉曼光譜表征46-50
• 4.5.2 原子力顯微鏡表征50-51
• 4.5.3 導電性表征51-54
• 4.5.4 石墨烯膜透光性表征54-55
• 4.6 本章小結55-57
• 結論57-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文62-63
• 致謝63

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本文編號：898439