成果信息

高质量石墨烯薄膜的大面积可控制备、转移工艺，及多维多尺度宏观结构组装技术；开发了高效异质结太阳能电池和光电探测器产品，具有规模集成的纳米能源器件制造方法和工艺。太阳能电池转换效率超过15%；光电探测器的灵敏度比同类商用光电器件高3个数量级，在保持同样光电流响应的情况下，其暗电流和噪声等效功率分别了降低了2个和3个数量级；开发了系列柔性传感器产品，及面向移动医疗可穿戴应用的传感器制造方法和工艺。不仅可探测应变、压力、扭转、有机物、声波等信号，还对多种微变形（包括损伤、振动等）高灵敏度识别，具有与生理信息互联的特点，可监测和扫描生命体的生理状态，如脉搏、呼吸、心跳、语音等人体活动。目前，石墨烯在全球范围内逐渐形成稳定的产业化需求，从市场的需求潜力来看，石墨烯在应用上将逐渐扩大。随着技术研究及产业发展，石墨烯独特的力学与电学性能，将使其在国内外应用市场，特别是电子、新材料、航天军工等领域发挥重要的甚至是革命性的作用，产生规模经济效益。)

背景介绍

石墨烯是一种典型的单原子层二维材料，具有独特的狄拉克电子结构、超高的载流子迁移率和浓度，在高速、高质量薄膜器件集成等方面显示出潜在应用优势。然而，本征石墨烯呈金属或半金属特性，限制了其在器件中的应用。本成果从石墨烯的可控生长及多维多尺度宏观结构组装出发，探索调控石墨烯电子结构的有效方法，推动其在纳米能源和传感器件中的集成与应用。)

应用前景

石墨烯薄膜材料已成功应用于太阳能电池、超级电容器、传感器等器件，显示出优异的能量转换与存储性能、传感性能及良好的工作稳定性。另外，其多维多尺度结构可与其他纳米材料组成复合结构，在信息、电子、水处理、传感、光催化等领域具有广阔的应用前景。)