[发明专利]一种由机械剥离石墨烯微片制备大尺寸的薄膜及太阳能电池

摘要

本发明公开了一种由机械剥离石墨烯微片制备大尺寸的薄膜及太阳能电池，本发明采用连续螺杆挤出机提供的剪切力剥离石墨，将石墨分散在去离子水中，通过加入疏水溶剂将衬底材料悬浮在疏水溶剂中并降温让疏水溶剂固化后，将所述衬底取出，去除石墨烯和衬底材料之间和周围的疏水溶剂杂质，就可以获得大尺寸的石墨烯薄膜。该方法利用降温固化的方式，保护了在互不相溶的液/液界面处石墨烯自组装形成的石墨烯薄层，通过物理作用从分散液中剥离了石墨烯薄层，避免了高温环境和高危气体的工作环境，以及避免了剧毒有机反应物的使用，具有宽广的市场应用价值。

主权项

一种由机械剥离石墨烯微片制备大尺寸的薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：a.将石墨材料和表面活性剂混合放入连续螺杆反应挤出机，设置连续螺杆反应挤出机温度至60~350℃，挤出压力20~50MPa，获得固体产物，该固体产物即为石墨烯预制渣块；b.将石墨烯预制渣块置于去离子水中，所述石墨烯预制渣块与所述去离子水的质量比为1：1~4，以超声功率为 120~300W 进行超声震荡2~10h，静置 1~3h得到上层分散良好的石墨烯分散液和下层石墨颗粒混合液；c.在所述上层石墨烯分散液表面滴加疏水溶剂，在所述疏水溶剂和所述石墨烯分散液之间形成互不相溶的液/液界面；d.将衬底材料置于c步骤制备的混合液中，使所述衬底材料的上表面或下表面与所述液/液界面相接触，降低温度使所述疏水溶剂固化，将所述衬底材料与固化后的疏水溶剂层一同取出，放入加热容器中，容器以1~5℃/分钟的速度升温，直至所述固化后的疏水溶剂被蒸发或者被分解，在衬底材料上获得到厘米级的石墨烯薄膜。