[发明专利]用于制造石墨烯的设备及方法

权利要求书

1.一种用于制造石墨烯的设备，所述设备包括：

铜箔生成装置，其包括：

熔铜模块，其用于将固态铜熔化成铜熔液；以及

铜箔生成模块，其用于从所述熔铜模块接收所述铜熔液并使所述铜熔液在以幕帘方式向下流动时生成预设厚度和预设宽度的铜箔；

石墨烯生长装置，其用于在所生成的铜箔具有预设温度的预设位置处向所述铜箔供应生长石墨烯所需的各种气体，并通过化学气相沉积工艺在所述铜箔上生长石墨烯，从而形成石墨烯/铜箔叠层；

支撑载送装置，其用于支撑所述石墨烯/铜箔叠层并将所述石墨烯/铜箔叠层载送至石墨烯转印装置；以及

所述石墨烯转印装置，其用于接收由所述支撑载送装置所载送的所述石墨烯/铜箔叠层，并将所述石墨烯/铜箔叠层上的石墨烯转印到柔性衬底上。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述支撑载送装置包括支撑导向滚轮，所述支撑导向滚轮构造成支撑并载送所述石墨烯/铜箔叠层以防止所述石墨烯/铜箔叠层破裂。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述铜箔生成装置还包括温度控制器，所述温度控制器用于调节所述熔铜模块在其输出口输出的所述铜熔液的温度并控制所述铜熔液的粘滞系数，以便利用所述铜熔液的表面张力在所述铜熔液流出所述输出口并沿所述铜箔生成模块的下行流道以幕帘方式向下流动时形成所述铜箔。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述石墨烯生长装置包括：

反应腔，其用于进行生长石墨烯的所述化学气相沉积工艺；

反应气体喷嘴，其设置在所述反应腔中用于向所述铜箔的所述预设位置处喷射生长所述石墨烯所需的各种气体；以及

生长控制装置，其用于通过控制所述反应腔的温度和压力以及由所述反应气体喷嘴喷出的各种气体的流量和压力来控制石墨烯生长；

其中，生长所述石墨烯所需的各种气体包括甲烷、乙炔或乙烯中的任一种和氢气，所述铜熔液、所述铜箔、所述反应腔均处于真空或者氮气保护氛围中。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述铜箔的预设厚度在10-100微米的范围内，所述铜箔的预设宽度在0.1-2米的范围内，所述铜箔对应的所述预设温度在800-1000℃的范围内。

6.一种用于制造石墨烯的方法，所述方法包括：

将固态铜熔化成铜熔液；

接收所述铜熔液并使所述铜熔液在以幕帘方式向下流动时生成预设厚度和预设宽度的铜箔；

在所生成的铜箔具有预设温度的预设位置处向所述铜箔供应生长石墨烯所需的各种气体，并通过化学气相沉积工艺在所述铜箔上生长石墨烯，从而形成石墨烯/铜箔叠层；

支撑并载送所述石墨烯/铜箔叠层；以及

接收所述石墨烯/铜箔叠层，并将所述石墨烯/铜箔叠层上的石墨烯转印到柔性衬底上。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过支撑载送装置支撑并载送所述石墨烯/铜箔叠层，其中所述支撑载送装置包括支撑导向滚轮，所述支撑导向滚轮构造成支撑并载送所述石墨烯/铜箔叠层以防止所述石墨烯/铜箔叠层破裂。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：调节所述铜熔液的温度并控制所述铜熔液的粘滞系数，以便利用所述铜熔液的表面张力在所述铜熔液沿下行流道以幕帘方式向下流动时形成所述铜箔。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过石墨烯生长装置在所述铜箔上生长所述石墨烯，所述石墨烯生长装置包括用于进行生长石墨烯的所述化学气相沉积工艺的反应腔、设置在所述反应腔中用于向所述铜箔的所述预设位置处喷射生长所述石墨烯所需的各种气体的反应气体喷嘴以及用于通过控制所述反应腔的温度和压力以及由所述反应气体喷嘴喷出的各种气体的流量和压力来控制石墨烯生长的生长控制装置，其中生长所述石墨烯所需的各种气体包括甲烷、乙炔或乙烯中的任一种和氢气，所述铜熔液、所述铜箔、所述反应腔均处于真空或者氮气保护氛围中。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述铜箔的预设厚度在10-100微米的范围内，所述铜箔的预设宽度在0.1-2米的范围内，所述铜箔对应的所述预设温度在800-1000℃的范围内。