本發(fā)明涉及石墨烯薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

石墨烯(graphene)具有很多優(yōu)異物理化學(xué)性質(zhì)，其在儲能材料，環(huán)境工程，靈敏傳感方面被廣泛應(yīng)用，而且潛在的應(yīng)用前景廣大，目前已成為全世界的關(guān)注焦點(diǎn)與研究熱點(diǎn)，石墨烯由于其超強(qiáng)的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性以及高透光性和電子遷移率等優(yōu)點(diǎn)，因而被認(rèn)為是制備膜材料最佳的材料之一，所以石墨烯薄膜具有優(yōu)異的力、熱、光、電等性能，在傳感器、光電子器件、邏輯電子器件等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。目前石墨烯作為膜材料的研究仍處于初期階段，但近年來的研究發(fā)現(xiàn)其在觸摸屏、導(dǎo)電膜、太陽能電池和發(fā)光二極管等方面表現(xiàn)出更多的潛在優(yōu)勢，如高靈敏度、高導(dǎo)電率、高光電轉(zhuǎn)換效率和高的透光率等，目前石墨烯薄膜已經(jīng)可以應(yīng)用于發(fā)光二極管、晶體管、太陽能電池、光電探測器和氣體探測器等領(lǐng)域。

石墨烯薄膜的制備方法的不同對其導(dǎo)電性、透光率、均勻性等性能影響很大，但高品質(zhì)的石墨烯薄膜的制備效率很低，限制了其應(yīng)用的推廣。目前，石墨烯薄膜的制備方法有多種，主要包括化學(xué)氣相沉積法、旋涂法、噴涂法以及層層自組裝等，這其中化學(xué)氣相沉積(cvd)法是目前應(yīng)用最廣泛的一種大規(guī)模工業(yè)化制備半導(dǎo)體薄膜材料的沉積技術(shù)，是一種可控制備石墨烯薄膜的有效方法。

化學(xué)氣相沉積技術(shù)能夠獲得高品質(zhì)的石墨烯薄膜，目前通過卷對卷技術(shù)已經(jīng)能夠以較低的成本在金屬基板上快速制備石墨烯薄膜。但在石墨烯薄膜應(yīng)用時，通常還需要轉(zhuǎn)移到應(yīng)用所需的目標(biāo)襯底上。而目前常用的轉(zhuǎn)移方法是把金屬基板的石墨烯結(jié)合到目標(biāo)襯底表面，再用化學(xué)試劑刻蝕掉金屬基板。

但是在這個轉(zhuǎn)移過程中，金屬基板和化學(xué)試劑的反應(yīng)速率有限，大大限制了整個石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底的速率，從而限制了石墨烯薄膜的整體工藝流程。

因此，如何找到一種很合適的轉(zhuǎn)移方法，提高石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移速率，對于石墨烯薄膜的應(yīng)用來說具有重要的實(shí)際意義，也是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移方法及系統(tǒng)，本發(fā)明提供的石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移方法，能夠提高金屬基板和化學(xué)試劑的反應(yīng)速率，從而明顯的提高石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移速率。

本發(fā)明提供了一種石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移方法，包括以下步驟：

1)將復(fù)合有石墨烯薄膜的金屬基板的石墨烯面和目標(biāo)基底結(jié)合，得到基體；

2)將上述步驟得到的基體置于刻蝕液中，并通入直流電進(jìn)行刻蝕，得到結(jié)合有石墨烯薄膜的目標(biāo)基底；

所述直流電的正極與所述金屬基板相連通，所述直流電的負(fù)極與所述刻蝕液相連通。

優(yōu)選的，所述直流電的電壓為恒定值和/或變化值；

所述直流電的電壓為1～1000v；

所述通入包括持續(xù)通入或間歇通入。

優(yōu)選的，所述基體置于刻蝕液中具體為：所述基體的金屬基板全部或者部分浸沒于刻蝕液中。

優(yōu)選的，所述刻蝕液包括氯化鐵溶液、硝酸鐵溶液、硫酸銅溶液、過硫酸銨溶液、雙氧水、硫酸、鹽酸、硝酸和磷酸中的一種或多種；

所述刻蝕液的濃度為0.01～5mol/l。

優(yōu)選的，所述的金屬基板的材質(zhì)包括銅、鎳、鐵、鈷、釕、鉑、鋁、金、銀、鈀、鉬、銣、錳和鈦中的一種或多種；

所述石墨烯薄膜包括單層石墨烯薄膜、雙層石墨烯薄膜和多層石墨烯薄膜中的一種或多種；

所述目標(biāo)襯底包括柔性襯底或硬質(zhì)基底。

優(yōu)選的，所述石墨烯薄膜包括完整的石墨烯薄膜或不完整的石墨烯薄膜；

所述柔性襯底包括聚酰亞胺薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚酰胺薄膜、聚碳酸酯薄膜及上述多種薄膜的復(fù)合膜中的一種或多種；

所述硬質(zhì)基底的材質(zhì)包括硅、氧化硅、氧化鋁、氮化硼、碳化硅和石英玻璃中的一種或多種。

本發(fā)明還提供了一種石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，包括刻蝕槽、刻蝕液和直流電源；

所述直流電源的負(fù)極與所述刻蝕液相連通。

優(yōu)選的，還包括陰極導(dǎo)體；

所述陰極導(dǎo)體與所述直流電源的負(fù)極相連通；

所述陰極導(dǎo)體浸沒于刻蝕液中；

所述陰極導(dǎo)體的形狀包括網(wǎng)狀、塊狀、球狀、片狀和條狀中的一種或多種。

優(yōu)選的，還包括進(jìn)料卷繞裝置和/或出料卷繞裝置；

所述進(jìn)料卷繞裝置與所述直流電源的正極相連通。

優(yōu)選的，所述相連通為通過導(dǎo)線相連通。

本發(fā)明提供了一種石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移方法，包括以下步驟，首先將復(fù)合有石墨烯薄膜的金屬基板的石墨烯面和目標(biāo)基底結(jié)合，得到基體；然后將上述步驟得到的基體置于刻蝕液中，并通入直流電進(jìn)行刻蝕，得到結(jié)合有石墨烯薄膜的目標(biāo)基底；所述直流電的正極與所述金屬基板相連通，所述直流電的負(fù)極與所述刻蝕液相連通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明針對現(xiàn)有的轉(zhuǎn)移方法存在反應(yīng)速率慢，制備時間長的缺陷，本發(fā)明通過在金屬基板和刻蝕液(反應(yīng)液)之間施加直流電壓，來增大金屬基板和刻蝕液之間的反應(yīng)速率，將直流電源的陽極和金屬基板連接，陰極和放置于金屬基板的刻蝕液相連接。在金屬基板浸入金屬基板反應(yīng)液時，在直流電的作用下，使得金屬基板的金屬更容易變?yōu)榻饘訇栯x子溶解于金屬基板反應(yīng)液中，從而增加金屬基板的反應(yīng)速率，提升石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底的速率。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用本發(fā)明提供的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移方法，完全刻蝕基底，即完成石墨烯薄膜和金屬基板到石墨烯薄膜和目標(biāo)襯底之間的轉(zhuǎn)移，所需時間僅為普通轉(zhuǎn)移方法的十分之一。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的工作示意簡圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2提供的適用于柔性原料的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的工作示意簡圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)而不是對本發(fā)明專利要求的限制。

本發(fā)明所有原料，對其來源沒有特別限制，在市場上購買的或按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)方法制備的即可。

本發(fā)明所有原料，對其純度沒有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純或空氣電池材料領(lǐng)域常規(guī)的純度即可。

本發(fā)明提供了一種石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移方法，包括以下步驟：

1)將復(fù)合有石墨烯薄膜的金屬基板的石墨烯面和目標(biāo)基底結(jié)合，得到基體；

2)將上述步驟得到的基體置于刻蝕液中，并通入直流電進(jìn)行刻蝕，得到結(jié)合有石墨烯薄膜的目標(biāo)基底；

所述直流電的正極與所述金屬基板相連通，所述直流電的負(fù)極與所述刻蝕液相連通。

本發(fā)明首先將復(fù)合有石墨烯薄膜的金屬基板的石墨烯面和目標(biāo)基底結(jié)合，得到基體。

本發(fā)明對所述石墨烯薄膜沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的石墨烯薄膜即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述石墨烯薄膜優(yōu)選包括單層石墨烯薄膜、雙層石墨烯薄膜和多層石墨烯薄膜中的一種或多種，更優(yōu)選為單層石墨烯薄膜、雙層石墨烯薄膜或多層石墨烯薄膜。

本發(fā)明對所述石墨烯薄膜的狀態(tài)沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的石墨烯薄膜狀態(tài)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述石墨烯薄膜優(yōu)選包括完整的石墨烯薄膜或不完整的石墨烯薄膜，更優(yōu)選為完整的石墨烯薄膜。

本發(fā)明對所述石墨烯薄膜的具體參數(shù)沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的石墨烯薄膜常規(guī)參數(shù)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整。

本發(fā)明對所述金屬基板沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備石墨烯薄膜常規(guī)金屬基板即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述金屬基板的材質(zhì)優(yōu)選包括銅、鎳、鐵、鈷、釕、鉑、鋁、金、銀、鈀、鉬、銣、錳和鈦中的一種或多種，更優(yōu)選為銅、鎳、鐵、鈷、釕、鉑、鋁、金、銀、鈀、鉬、銣、錳、鈦或上述材質(zhì)的合金，最優(yōu)選為銅、鎳或銅鎳合金。

本發(fā)明對所述金屬基板的具體參數(shù)沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備石墨烯薄膜常規(guī)金屬基板的參數(shù)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述金屬基板的厚度優(yōu)選為0.001～0.5mm，更優(yōu)選為0.005～0.1mm，最優(yōu)選為0.01～0.05mm。本發(fā)明所述金屬基板具體可以為金屬箔。

本發(fā)明對所述目標(biāo)基底沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備石墨烯薄膜常規(guī)目標(biāo)基底即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述目標(biāo)基底優(yōu)選包括柔性襯底或硬質(zhì)基底，更優(yōu)選為柔性塑料襯底或硬質(zhì)基底。

本發(fā)明所述柔性塑料襯底具體優(yōu)選包括聚酰亞胺薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚酰胺薄膜、聚碳酸酯薄膜及上述多種薄膜的復(fù)合膜中的一種或多種，更優(yōu)選為聚酰亞胺薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚酰胺薄膜、聚碳酸酯薄膜或上述多種薄膜的復(fù)合膜。本發(fā)明上述多種薄膜的復(fù)合膜是指聚酰亞胺薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚酰胺薄膜和聚碳酸酯薄膜中的兩種和多種所組成的復(fù)合薄膜。

本發(fā)明所述硬質(zhì)基底的材質(zhì)具體優(yōu)選包括硅、氧化硅、氧化鋁、氮化硼、碳化硅和石英玻璃中的一種或多種，更優(yōu)選為硅、氧化硅、氧化鋁、氮化硼、碳化硅或石英玻璃。

本發(fā)明對所述目標(biāo)襯底的具體參數(shù)沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備石墨烯薄膜常規(guī)目標(biāo)襯底的參數(shù)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整。

本發(fā)明對所述復(fù)合有石墨烯薄膜的金屬基板中的復(fù)合方式?jīng)]有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備石墨烯薄膜時，石墨烯薄膜與金屬基板的復(fù)合方式即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述復(fù)合優(yōu)選包括噴涂、抹刷、摻雜、生長、沉積、嵌入、粘合、包覆和覆蓋中的一種或多種，更優(yōu)選為噴涂、抹刷、摻雜、生長、沉積、嵌入、粘合、包覆或覆蓋，最優(yōu)選為化學(xué)氣相沉積。

本發(fā)明所述將復(fù)合有石墨烯薄膜的金屬基板的石墨烯面和目標(biāo)基底結(jié)合，得到基體，即基體具有層結(jié)構(gòu)，其中金屬基板和目標(biāo)基板之間為石墨烯薄膜。本發(fā)明所述復(fù)合有石墨烯薄膜的金屬基板的石墨烯面優(yōu)選是指金屬基板與石墨烯薄膜復(fù)合的復(fù)合面。本發(fā)明對所述結(jié)合的具體方式?jīng)]有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)結(jié)合方式即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述結(jié)合的具體形式可以通過膠粘劑結(jié)合，也可以通過石墨烯和目標(biāo)襯底之間的范德華力、靜電力以及機(jī)械壓合等物理或化學(xué)方式進(jìn)行結(jié)合。

本發(fā)明隨后將上述步驟得到的基體置于刻蝕液中，并通入直流電進(jìn)行刻蝕，得到結(jié)合有石墨烯薄膜的目標(biāo)基底。其中，所述直流電的正極與所述金屬基板相連通，所述直流電的負(fù)極與所述刻蝕液相連通。

本發(fā)明對所述刻蝕液沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的刻蝕金屬基板的反應(yīng)液即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述刻蝕液優(yōu)選包括氯化鐵溶液、硝酸鐵溶液、硫酸銅溶液、過硫酸銨溶液、雙氧水、硫酸、鹽酸、硝酸和磷酸中的一種或多種，更優(yōu)選為氯化鐵溶液、硝酸鐵溶液、硫酸銅溶液、過硫酸銨溶液、雙氧水、硫酸、鹽酸、硝酸或磷酸。

本發(fā)明對所述刻蝕液的濃度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的刻蝕金屬基板的反應(yīng)液濃度即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述刻蝕液的濃度優(yōu)選為0.01～5mol/l，更優(yōu)選為0.1～2mol/l。

本發(fā)明對所述直流電沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的直流電即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述直流電的電壓可以為恒定值和/或變化值，可以為恒定值或變化值，具體可以為恒壓直流電、脈動直流電或是任意方式變化電壓的直流電，如可以隨著刻蝕過程的進(jìn)行，電壓進(jìn)行變化。

本發(fā)明對所述直流電的電壓沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)直流電電壓即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述直流電的電壓優(yōu)選為1～1000v，更優(yōu)選為5～500v，更優(yōu)選為10～300v。

本發(fā)明對所述置于刻蝕液中的具體步驟沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)方式即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述置于刻蝕液中具體優(yōu)選為：所述基體的金屬基板全部或者部分浸沒于刻蝕液中，更優(yōu)選為全部浸沒于刻蝕液中，或者所述基體的結(jié)合面浸沒于刻蝕液中，也可以將石墨烯面浸沒于刻蝕液中，以能夠?qū)⒔饘倩逋耆涛g為優(yōu)選方案。

本發(fā)明對所述通入的具體步驟沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)通點(diǎn)的方式即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述通入可以為持續(xù)通入或間歇通入。

本發(fā)明所述結(jié)合有石墨烯薄膜的目標(biāo)基底，即為完成了轉(zhuǎn)移過程的產(chǎn)品，是將復(fù)合有石墨烯薄膜的金屬基板的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到了目標(biāo)基底表面。

本發(fā)明所述直流電的正極與所述金屬基板相連通，所述直流電的負(fù)極與所述刻蝕液相連通。本發(fā)明對所述相連通的具體方式?jīng)]有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的通電連接的方式即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述相連通優(yōu)選通過導(dǎo)體相連通。

在本發(fā)明中，為提高通電的效果，保證刻蝕過程連續(xù)平穩(wěn)均勻，所述金屬基板，即所述直流電的正極，與所述直流電的負(fù)極與所述刻蝕液相連通的位置，優(yōu)選具有一定距離或保持最遠(yuǎn)距離，以避免接觸短路或刻蝕不均勻。

本發(fā)明還提供了一種石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，包括刻蝕槽、刻蝕液和直流電源；所述直流電源的負(fù)極與所述刻蝕液相連通。

本發(fā)明上述轉(zhuǎn)移系統(tǒng)(裝置)中，所述材料或方式的選擇原則及其優(yōu)選范圍，與前述轉(zhuǎn)移方法中的材料的選擇原則及其優(yōu)選范圍一致，在此不再一一贅述。

本發(fā)明為提高刻蝕過程的均勻性和穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高刻蝕速率，所述轉(zhuǎn)移系統(tǒng)優(yōu)選還設(shè)置有陰極導(dǎo)體。在本發(fā)明中，所述陰極導(dǎo)體優(yōu)選與所述直流電源的負(fù)極相連通，以提高刻蝕的均勻性，在其他實(shí)施例中，所述陰極導(dǎo)體也可以為其他裝置，以保障刻蝕過程的穩(wěn)定進(jìn)行為優(yōu)選方案。在本發(fā)明中，所述陰極導(dǎo)體優(yōu)選浸沒于刻蝕液中，以提高刻蝕的均勻性，在其他實(shí)施例中，所述陰極導(dǎo)體也可以為其他位置，以保障刻蝕過程的穩(wěn)定進(jìn)行為優(yōu)選方案。

本發(fā)明對所述陰極導(dǎo)體的形狀沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的通電連接的方式即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述陰極導(dǎo)體的形狀包括網(wǎng)狀、塊狀、球狀、片狀和條狀中的一種或多種，更優(yōu)選為網(wǎng)狀、塊狀、球狀、片狀或條狀，最優(yōu)選為片狀(板狀)，即陰極板。

本發(fā)明對所述陰極導(dǎo)體的具體位置沒有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，在本發(fā)明中，為提高通電的效果，保證刻蝕過程連續(xù)平穩(wěn)均勻，所述陰極導(dǎo)體的位置，即所述直流電的負(fù)極位置，與所述直流電的正極的位置，優(yōu)選具有一定距離或保持最遠(yuǎn)距離，以避免接觸短路或刻蝕不均勻。

參見圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的工作示意簡圖。其中，1為目標(biāo)襯底，2為石墨烯薄膜，3為金屬基板，4為金屬基板刻蝕液，5為刻蝕槽，6為陰極板，7為直流電源，8為電線。

本發(fā)明為提高轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的應(yīng)用型，進(jìn)一步滿足實(shí)際生產(chǎn)多方面的需要，特別是柔性原料的需要，所述轉(zhuǎn)移系統(tǒng)優(yōu)選還包括進(jìn)料卷繞裝置和/或出料卷繞裝置，更優(yōu)選為進(jìn)料卷繞裝置和出料卷繞裝置。在本發(fā)明中，所述進(jìn)料卷繞裝置優(yōu)選與所述直流電源的正極相連通，即進(jìn)料時的原料優(yōu)選與所述直流電源的正極相連通，在其他實(shí)施例中，所述進(jìn)料卷繞裝置也可以為其他裝置，以能夠適應(yīng)柔性原料的應(yīng)用為優(yōu)選方案。在本發(fā)明中，所述進(jìn)料卷繞裝置和出料卷繞裝置優(yōu)選為進(jìn)料卷繞軸和出料卷繞軸，以方便柔性原料進(jìn)料和出料，在其他實(shí)施例中，所述陰極導(dǎo)體也可以為其他裝置，以保障柔性原料刻蝕過程的穩(wěn)定進(jìn)行為優(yōu)選方案。

參見圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例2提供的適用于柔性原料的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的工作示意簡圖。其中4為金屬基板刻蝕液，5為刻蝕槽，6為陰極板，7為直流電源，8為電線，9為未刻蝕體(由目標(biāo)襯底1、石墨烯薄膜2和金屬基板3組成)，10為成品(由目標(biāo)襯底1和石墨烯薄膜2組成)，11為放樣系統(tǒng)(進(jìn)料卷繞裝置)，12為收樣系統(tǒng)(出料卷繞裝置)。

本發(fā)明對上述方法和系統(tǒng)中的相連通的方式?jīng)]有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的通電連通的方式即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、原料情況以及產(chǎn)品要求進(jìn)行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和完整性，所述相連通優(yōu)選為通過導(dǎo)線相連通。

本發(fā)明提供了一種石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移方法和轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，通過在金屬基板和刻蝕液之間施加直流電壓，來增大金屬基板和刻蝕液之間的反應(yīng)速率，將直流電源的陽極和金屬基板連接，陰極和放置于金屬基板的刻蝕液相連接。在金屬基板浸入金屬基板反應(yīng)液時，在直流電的作用下，使得金屬基板的金屬更容易變?yōu)榻饘訇栯x子溶解于金屬基板反應(yīng)液中，從而增加金屬基板的反應(yīng)速率，提升石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底的速率。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用本發(fā)明提供的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移方法，完全刻蝕基底，即完成石墨烯薄膜和金屬基板到石墨烯薄膜和目標(biāo)襯底之間的轉(zhuǎn)移，所需時間僅為普通轉(zhuǎn)移方法的十分之一。

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的一種石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移方法及系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例是在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍也不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例1

石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移系統(tǒng)

參見圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的工作示意簡圖。

在金屬基板3上獲得石墨烯薄膜2后，將目標(biāo)襯底1和石墨烯薄膜2結(jié)合。將金屬基板3和陰極板6通過導(dǎo)線8分別和直流電源7的正極和負(fù)極連接。

將陰極板6放置于刻蝕槽5中，在刻蝕槽內(nèi)注入金屬基板刻蝕液4，將目標(biāo)襯底1、石墨烯薄膜2和金屬基板3放置于金屬基板刻蝕液4中。放置過程中避免金屬基板3和陰極板6接觸。

啟動直流電源7，則金屬基板3失去電子，溶解于金屬基板反應(yīng)液4中，石墨烯薄膜2轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底1表面。

實(shí)施例2

適用于柔性原料的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移系統(tǒng)

參見圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例2提供的適用于柔性原料的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的工作示意簡圖。

在金屬基板2上獲得石墨烯薄膜后，將目標(biāo)襯底1和石墨烯薄膜2結(jié)合后，形成未刻蝕體9，一端卷繞于放樣系統(tǒng)11上另一端卷繞于收樣系統(tǒng)12上。

將未刻蝕體9中的金屬基板3和陰極板6通過導(dǎo)線8分別和直流電源7的正極和負(fù)極連接。將放樣系統(tǒng)11和收樣系統(tǒng)12之間的未刻蝕體9的部分放置于刻蝕槽5中，在刻蝕槽內(nèi)注入刻蝕液4，將未刻蝕體9至于金屬基板刻蝕液4中。放置過程中避免未刻蝕體9和陰極板6接觸。

啟動直流電源7，由于未刻蝕體9中的金屬基板3導(dǎo)電，未刻蝕體9中的金屬基板3失去電子，溶解于金屬基板反應(yīng)液4中，當(dāng)未刻蝕體9中的金屬基板3完全溶解于金屬基板刻蝕液4中后，形成成品10，由目標(biāo)襯底1和石墨烯薄膜2組成。

金屬基板3刻蝕過程中，放樣系統(tǒng)11轉(zhuǎn)動使得未刻蝕體9進(jìn)入金屬基板刻蝕液4中，收樣系統(tǒng)12轉(zhuǎn)動使得成品10收集于收樣系統(tǒng)12上。

其中陰極板6的為導(dǎo)電材質(zhì)，而且陰極板6可以是獨(dú)立的一個主體，也可以是刻蝕槽5的一部分；目標(biāo)襯底1可以是連續(xù)的整體；目標(biāo)襯底1和石墨烯薄膜2、金屬基板3結(jié)合形成未刻蝕體9的過程可以是在放樣系統(tǒng)11中進(jìn)行，也可以是單獨(dú)進(jìn)行。

放樣系統(tǒng)11可以對未刻蝕體9進(jìn)行預(yù)處理工藝，包括但不限于目標(biāo)基底1的加工、石墨烯薄膜2的加工，金屬基底3的預(yù)處理。

收樣系統(tǒng)12可以對成品10進(jìn)行后續(xù)處理，包括但不限于對目標(biāo)基底的加工、石墨烯薄膜2覆保護(hù)膜、石墨烯薄膜2的加工、石墨烯薄膜2的后續(xù)摻雜。

實(shí)施例3

采用本發(fā)明提供的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移方法和系統(tǒng)進(jìn)行石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移過程的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)參見表1，表1為本發(fā)明轉(zhuǎn)移方法和普通轉(zhuǎn)移方法的數(shù)據(jù)對比。其中，金屬基底3采用0.03mm厚的銅箔。

表1

表1中，金屬基板刻蝕液的成分分別為：a--硫酸銅和鹽酸的混合溶液(其中硫酸銅為0.4mol/l，鹽酸為2mol/l)。b--0.5mol/l的過硫酸銨溶液。c--0.1mol/l的氯化鐵溶液。

從表1的數(shù)據(jù)可以看出，在直流電的作用下，金屬基板的刻蝕速率大幅度增加。

以上對本發(fā)明提供的一種石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移方法及轉(zhuǎn)移系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員都能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，和實(shí)施任何結(jié)合的方法。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明專利保護(hù)的范圍通過權(quán)利要求來限定，并可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他實(shí)施例。如果這些其他實(shí)施例具有不是不同于權(quán)利要求文字表述的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字表述無實(shí)質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)要素，那么這些其他實(shí)施例也應(yīng)包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。