發(fā)布時(shí)間：2017-09-22 03:11

  本文關(guān)鍵詞：平面微型超級(jí)電容器的石墨烯電極材料制備

  更多相關(guān)文章： 平面微型超級(jí)電容器 石墨烯 化學(xué)氣相沉積法 光刻技術(shù) 電導(dǎo)性

【摘要】：平面微型超級(jí)電容器是一種具有體積小、儲(chǔ)能密度高、充放電速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)、使用安全等特點(diǎn)的新型儲(chǔ)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(jí)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(dú)特的物理性能和化學(xué)性能,使其成為最重要的超級(jí)電容器電極材料。通過(guò)分析平面微型超級(jí)電容器離子傳輸機(jī)制,設(shè)計(jì)了小尺寸指寬和空隙的平面微型超級(jí)電容器構(gòu)型,并以此為單體設(shè)計(jì)了串并聯(lián)復(fù)合構(gòu)型的平面微型超級(jí)電容器掩膜版。將制備好的石墨烯電極經(jīng)過(guò)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(jí)電容器的制備。為了探究銅箔預(yù)處理對(duì)于石墨烯生長(zhǎng)的影響,我們對(duì)銅箔預(yù)處理前后的光學(xué)照片進(jìn)行了分析。然后,通過(guò)拉曼光譜及原子力顯微鏡等表征結(jié)果分析得出了低壓條件下,石墨烯在不同生長(zhǎng)時(shí)間和甲烷濃度條件下的生長(zhǎng)規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)生長(zhǎng)時(shí)間為30min時(shí),甲烷濃度為35sccm時(shí),石墨烯電極是單層石墨烯;但當(dāng)甲烷濃度高于35sccm時(shí),石墨烯電極生長(zhǎng)為多層石墨烯;在生長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到60min時(shí),生成多層石墨烯,電導(dǎo)性較好,但是表面存在缺陷。綜合以上結(jié)論,我們得出了石墨烯電極的最佳工藝參數(shù):生長(zhǎng)溫度1000℃,甲烷流量35sccm,氫氣流量10sccm,生長(zhǎng)時(shí)間60min。通過(guò)測(cè)試,所得石墨烯具有較高的透光率(92.7%-95.2%)和較高的電導(dǎo)性(60.28-155.72Ω/sq)。
【關(guān)鍵詞】：平面微型超級(jí)電容器 石墨烯 化學(xué)氣相沉積法 光刻技術(shù) 電導(dǎo)性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：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(jí)電容器的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 超級(jí)電容器的發(fā)展歷史11-12
• 1.2.2 平面超級(jí)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(jí)電容器的研究進(jìn)展13-14
• 1.3 石墨烯的制備方法14-18
• 1.4 本論文主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第2章 平面微型超級(jí)電容器實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)19-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器19-22
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料19
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器19-22
• 2.2 CVD生長(zhǎng)石墨烯過(guò)程22-23
• 2.3 實(shí)驗(yàn)原理23-25
• 2.3.1 CVD生長(zhǎng)石墨烯原理23-24
• 2.3.2 平面微型超級(jí)電容器離子傳輸機(jī)制24-25
• 2.4 石墨烯的表征25-29
• 2.4.1 光學(xué)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(jié)29-30
• 第3章 平面微型超級(jí)電容器的設(shè)計(jì)與加工30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 掩膜版的設(shè)計(jì)及加工30-36
• 3.3 平面微型超級(jí)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(jié)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(yù)處理43-44
• 4.2.1 退火前預(yù)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(zhuǎn)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(dǎo)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(jié)55-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62-63
• 致謝63

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本文編號(hào)：898439