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柔性透明导电薄膜由于其可折叠、可穿戴、可卷对卷大批量低成本生产等优点而成为目前柔性电子器件领域的研究热点。石墨烯,一种由单层碳原子组成的二维晶体,具有优异的光学透过性、导电性和柔韧性,被认为是柔性透明导电薄膜的理想材料。然而,目前石墨烯透明导电薄膜由于微纳结构缺陷等使其在高透光率下面临着高电阻值的问题。为此,本文分别以氧化石墨烯(GO)和石墨烯为前驱体制备石墨烯透明导电薄膜,将其与一维银纳米线、碳纳米管进行复合制备透明导电薄膜,并对薄膜微纳结构与宏观性能之间的关系及其在柔性可穿戴电子器件应用等方面展开了系统研究。主要内容概述如下:(1)采用氢碘酸-醋酸化学还原协同1100 ℃高温热还原制备石墨烯透明导电薄膜。先将GO薄膜在氢碘酸-醋酸蒸汽中100 ℃下还原3 h,然后在1100 ℃高温炉中氩气氛围下还原0.5 h恢复其sp2杂化结构。所制备的石墨烯透明导电薄膜电阻值为562 Ω/sq,透光率为63.7%。此方法得到的石墨烯透明导电薄膜的光电性能优于传统化学还原法得到的石墨烯透明导电薄膜。(2)受“贻贝”强粘附蛋白启发将石墨烯进行聚多巴胺功能化。聚多巴胺功能化的石墨烯表面含有丰富的酚羟基,赋予石墨烯粘附性,增强了石墨烯片层之间及其与基底之间的界面相互作用,避免了石墨烯薄膜在转移过程中的破损。(3)将二维聚多巴胺功能化石墨烯与高导电一维银纳米线复合。银纳米线提高了石墨烯透明导电薄膜的导电性能,聚多巴胺功能化石墨烯增强了银纳米线的基底粘附性和抗氧化性能。所制备的石墨烯/银纳米线复合透明导电薄膜的面电阻值为63Ω/sq,透光率为 70.5%。(4)制备了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/银纳米线/聚多巴胺功能化石墨烯三明治结构透明导电薄膜。顶层聚(3,4-乙撑二氧噻吩)与底层聚多巴胺功能化石墨烯之间的多重界面相互作用以及毛细管力诱导了中间层银纳米线在低温下的焊接融合,所制备的三明治结构透明导电薄膜的电阻值为12.4 Ω/sq,透光率为89.6%,为常温下卷对卷大面积制备柔性电子器件奠定了基础。(5)以碳纳米管为三维导电网络增强骨架,石墨烯作为碳纳米管网络补丁,导电高分子聚(3,4-乙撑二氧噻吩)为“交联剂”,构建了柔性三维贯通的碳纳米管/石墨烯导电网络。并将导电网络嵌入到由蟹壳与马铃薯衍生得到的柔性基底中,制备出可瞬态消失的透明导电薄膜。所制备的可降解透明导电薄膜的电阻值为46 Ω/sq,透光率为83.5%,为有效解决目前严重的电子垃圾问题提供了一种新的思路。总之,本论文以制备高性能石墨烯基透明导电薄膜为目标,系统研究了纯石墨烯及其与一维碳纳米管、银纳米线复合透明导电薄膜的光电性能。为新型柔性石墨烯基可穿戴光电器件的发展起到了重要推动作用。