新的卷对卷工艺可制备高质量的大片石墨烯-麻省理工

许多研究小组一直致力于寻找ITO的替代品，重点关注有机和无机候选材料。石墨烯在这一角色上有很大的潜力，但要将CVD生长的石墨烯从其原生铜基底上转移出来是非常棘手的。

这种被称为石墨烯转移过程的释放，往往会导致片材出现网状的撕裂、皱纹和缺陷，破坏了薄膜的连续性，因此大大降低了其导电性。但麻省理工学院团队表示，有了新技术，"现在我们能够可靠地制造大面积石墨烯片，将其转移到任何我们想要的基底上，而且我们转移的方式不会影响原始石墨烯的电气和机械性能。"

麻省理工团队解决这个问题的关键是缓冲层，是由一种名为聚对二甲苯的高分子材料制成的，它在原子水平上与部署在其上的石墨烯片相一致。与石墨烯一样，聚对二甲苯也是通过CVD生产的，这简化了制造过程和可扩展性。

作为这项技术的演示，该团队制作了概念验证太阳能电池，采用薄膜聚合物太阳能电池材料，以及新形成的石墨烯层作为电池的两个电极之一，对位素层也作为器件基板。他们测得石墨烯薄膜在可见光下的光学透过率接近90%。

与基于ITO的最先进设备相比，基于石墨烯的太阳能电池原型提高了大约36倍的单位重量输送功率。它的单位面积材料用量也是透明电极的1/200。而且，与ITO相比，还有一个根本性的优势："石墨烯几乎是免费的。"麻省理工学院的团队指出。

缓冲材料聚对二甲苯在微电子行业中被广泛使用，通常用于封装和保护电子设备。因此，使用该材料的供应链和设备已经很普遍。在现有的三种聚对二甲苯中，该团队的测试显示，其中一种含有较多氯原子的聚对二甲苯是迄今为止最有效的应用。

当各层石墨烯夹在一起时，富含氯的聚对二甲苯与底层石墨烯的原子接近，为石墨烯提供了一种"掺杂"，终于为大面积石墨烯的电导率改善提供了一种更可靠、更无损的方法，这与迄今为止的许多其他测试和报道不同。

"石墨烯和聚对二甲苯薄膜总是面对面的，"研究人员说。"所以基本上，掺杂作用总是存在，因此优势是永久性的。"