解决 CVD 石墨烯转移工艺中的挑战

化学气相沉积（CVD）石墨烯转移工艺对于石墨烯技术的工业应用和可扩展性至关重要。然而，大面积 CVD 石墨烯薄膜的转移提出了一些需要解决的挑战，以释放石墨烯在各种工业应用中的全部潜力1,2 。

CVD 石墨烯转移的挑战

批量规模限制

目前的转移方法，例如氧化去耦和湿法蚀刻转移，通常以批量工艺进行。这些方法非常耗时并且限制了石墨烯转移过程3的可扩展性。

无污染转移

获得基本上无污染的 CVD 石墨烯是一项重大挑战。转移过程可能会在石墨烯表面引入缺陷和撕裂，影响其质量4 。

运营和投入成本高

由于涉及设备、材料和化学品，CVD 石墨烯的转移过程可能成本高昂5 。

使用刺激性化学品

一些转移方法需要使用刺激性化学品，这可能不利于环境并造成安全问题6 。

与基材成功分离

虽然可以使用 CVD 在基材上制造高质量石墨烯，但将石墨烯与其生长基材成功“无缺陷”分离一直具有挑战性。

污染物去除

从转移的 CVD 石墨烯中去除污染物是一项重大挑战。完全去除支撑材料而不污染石墨烯至关重要2 。

绝缘基材上的直接生长

在绝缘基板上实现直接生长是 CVD 石墨烯合成的一个挑战。这对于扩大石墨烯3的潜在应用范围非常重要。

大面积转移

清洁且均匀地转移大面积石墨烯薄膜是另一个挑战。湿式和干式转印方法都有各自的优点和挑战4 。

CVD 石墨烯转移挑战的潜在解决方案

开发卷对卷转移方法

卷对卷转移方法可以潜在地提高 CVD 石墨烯转移工艺的效率和可扩展性6 。

改进转移技术

优化转移工艺参数，例如温度、压力和粘合方法，有助于最大限度地减少石墨烯表面的缺陷和撕裂2 。

减少化学密集型工艺

寻找减少对刺激性化学品依赖的替代方法可以使转移过程更加环保3 。

General Graphene 的 CVD 石墨烯转移新方法

General Graphene 在卷对卷 CVD 石墨烯生产和转移技术方面取得了重大进步，可直接解决以针对特定最终应用量身定制的可重复质量、经济高效地生产大量 CVD 石墨烯薄膜的挑战3 。

到 2022 年底，我们将在线涂层系统集成到 GG 3.0，这是我们专有的卷对卷 CVD 生产系统的第三次迭代。该集成系统使我们能够将各种聚合物薄膜涂覆到一卷 CVD 石墨烯催化剂基材上。在所得的聚合物石墨烯输出离开 GG 3.0 生产3之前，聚合物薄膜涂层也可以进行固化和层压。

输出直接送入我们的卷对卷 CVD 石墨烯转移系统，其中聚合物上的石墨烯与催化剂材料的表面分离。该系统能够将几平方米的石墨烯转移到各种聚合物薄膜上，并在帮助促进大面积卷对卷转移和最小化转移引起的缺陷方面显示出巨大的潜力3 。

此外，该系统的化学足迹非常小，因此大规模实施更容易且成本更低。一旦聚合物上的石墨烯与铜箔分离，它就可以成功地重复使用铜箔（其主要催化剂材料）3 。

通过解决与传统转移工艺相关的挑战并开发直接解决商业化历史瓶颈的新技术，General Graphene 成功展示了一条工业规模制造转移到聚合物的大面积卷对卷 CVD 石墨烯薄膜的道路。

参考文献和进一步阅读

1. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201500343
2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202203191
3. https://generalgraphenecorp.com/breakthrough-in-roll-to-roll-cvd-graphene-polymer-composites/
4. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=40047
5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8625831/
6. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s12274-021-3345-8.pdf