CN102656702A - 包含石墨烯基层的电子装置和/或其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的特定示例实施例涉及石墨烯作为透明导电涂层(TCC)的使用。在特定的示例实施方式中，石墨烯薄膜比如，在催化剂薄膜上，从碳氢化合物气体(比如，CoH2，CH4，或类似的)异质外延地大面积增大。特定的示例实施方式的石墨烯薄膜可以是掺杂的或无掺杂的。在特定的示例实施方式中，石墨烯薄膜，一旦形成，可以从它们的载体基板剥离(lifted off)并转移到接收基板，例如，用于包含在中间或最终产品中。石墨烯以这种方式增大，剥离(lifted)，和转移可以显示低片电阻(比如，低于150欧姆/平方且低于当掺杂时)和高透射值(比如，至少在可见的和红外光谱内)。

Description

包含石墨烯基层的电子装置和/或其制造方法
技术领域
本发明的特定的示例实施方式涉及包含石墨烯的薄膜。更特别地，本发明的特定的示例实施方式涉及石墨烯作为透明导电涂层(TCC)的使用。在特定的示例实施方式中，石墨烯薄膜比如，在催化剂薄膜上，从碳氢化合物气体(比如，CoH2，CH4，或类似的)异质外延地大面积增大。特定的示例实施方式的石墨烯薄膜可以是掺杂的或无掺杂的。在特定的示例实施方式中，石墨烯薄膜，一旦形成，可以从它们的载体基板剥离(lifted off)并转移到接收基板，例如，用于包含在中间或最终产品中。
背景技术
铟二氧化锡(ITO)和掺杂氟的二氧化锡(FTO或SnO:F(氧化亚锡:氟))涂层在光伏装置中被广泛作为窗口电极使用。这些透明的导电氧化物(TCO)已经在各种应用中取得极大的成功。
然而，可惜的是，由于一些原因，ITO和FTO的使用正变得越来越有问题。比如，这样的问题包括，在地球上有限数量的可用的元素铟，TCO存在酸或碱的不稳定性，它们从离子导电层离子扩散的敏感性，在相邻的红外线区域它们有限的透明度(如，高耗能光谱)，由FTO结构缺陷引起的FTO装置的高泄漏电流，等。ITO脆弱的性质和它的高沉积温度也能限制它的应用。此外，在SnO2:F(二氧化锡:氟)中表面粗糙可能引起有问题的电弧作用。
这样，将注意到在技术中需要具有好的稳定性，高透明度，和极好的导电性的光滑的和可模型化的电极材料。
对具有好的稳定性，高透明度，和极好的导电性的新奇的电极材料的寻找正在进行。这种寻找的一方面包括识别对这样的传统的TCO的可行的替代。就这一点而言，当前发明的发明人已经开发了一种可用的基于碳，尤其是石墨烯的透明导电涂层(TCC)。
术语石墨烯通常指例如，具有单一石墨烯层或可扩展为高至n层石墨(如，这里n可以高达大约10)的一个或多个石墨原子层。当电子学的趋势是减少电路元件的大小至毫微米数值范围时，一次在曼彻斯特大学得到石墨烯的最近的发现和离析(通过裂开结晶石墨)。在这方面，石墨烯已经出乎意料地引起了一个独特的光电性能的新世界，在标准的电子材料中没有遇到。这从线性色散关系中出现(E对k)，其引起运载石墨烯中具有静止质量并表现的像相对论性粒子的载流子。不受绕碳原子移动的电子的位置限制的如相对论性的表现起因于它们与石墨烯的蜂窝晶格周期的电位的相互作用引起新的低能(E＜1.2eV)的准粒子，其被具有有效光速VF～c/300＝106ms～’的(2+1)-维狄拉克方程式精确地描述。因此，量子电动力学(QED)的良好建立的技术(其处理光量子)可以运用到石墨烯的学习中，其具有进一步有利的方面为在石墨烯中通过300的因数，这样的效果被放大。比如，与在真空中为1/137相比，在石墨烯中普适耦合常数α几乎为2。见K.S.诺沃肖洛大，“在应用原子能的薄碳片中的电气场效应，”科学，第306卷，第666-69页(2004)，在此其内容被合并。
尽管只有一个原子是厚的(在最小值)，石墨烯在化学上和热上是稳定的(虽然石墨烯可能在300摄氏度表面被氧化)，从而允许成功地制造石墨烯基的装置抵挡环境条件。高品质石墨烯首先由大块石墨的微机械解理制作。相同的技术被调整为当前提供大小高至100μm2的高品质石墨烯微晶。这个大小对于大多数在微电子中的研究目的是足够的。因此，目前大多数主要在大学发展的技术已经更多的集中在微观样品和装置准备及描述而不是按比例放大。
不像大多数当前研究趋势，实现石墨烯的全电位作为可能的TCC，在基板上高品质材料的大面积沉积(如，玻璃或塑料基板)是必要的。至今，大多数大规模的石墨烯生产流程依靠使用基于湿式化学品的大块石墨的剥落并从高序热解石墨(HOPG)和化学剥落开始。众所周知，HOPG是具有小于1度的c轴的角展度的热解石墨的高序形式，且通常在3300K通过应力退火生产。HOPG表现非常像纯金属因为它通常是反射的并且电传导的，虽然易碎且薄。用这种方式生产的石墨烯被过滤然后被粘附到表面。然而，用剥落处理有缺点。比如，剥落的石墨烯易折叠和变皱，作为小条存在并且为沉积依靠拼贴/缝合处理，缺乏对石墨烯层的数量的内在的控制，等。这样生产的材料经常被嵌入污染且，同样地，具有低级的电子性能。
碳相位图的深入分析显示适于不仅生产石墨和金刚石，还有其它同素异形的形式比如，碳纳米管(CNT)。纳米管的催化剂沉积物在高达1000摄氏度的温度下通过多个组从气态被做出。
发明内容
与这些传统的研究方向和传统的技术相比，本发明的特定的示例实施方式涉及异质外延增大单晶石墨(n尽可能大到大约15)且将其转变为高电子级(HEG)石墨烯(n＜大约3)的可扩展的技术。特定的示例实施方式也涉及在透明的(依据可视的和红外光谱)，传导的超薄石墨烯薄膜中的HEG石墨烯使用，例如，作为普遍采用的用于多个应用(包括，比如固态太阳能电池)的金属氧化层窗孔电极的替代。特定的示例实施方式发展的技术基于催化驱动异质外延CVD处理，其发生足够低的适用于玻璃的温度。比如，热力学和动力学原理允许HEG石墨烯薄膜在低于大约700摄氏度的温度下在种子催化剂层从气态被结晶。
特定的示例实施方式也使用原子氢，其已经被证明是用于清除基板上非结晶的碳质污染的有效的原子团且能在低的处理温度下这样做。它在去除典型地由蚀刻程序留下的氧化物和其它重迭层是非常好的。
特定的示例实施方式涉及一种太阳能电池。该太阳能电池包括玻璃基板。第一石墨烯基传导层直接或间接地位于玻璃基板上。第一半导体层与第一石墨烯基传导层接触。至少一个吸收层直接或间接地位于第一半导体层上。第二半导体层直接或间接地位于至少一个吸收层上。第二石墨烯基的传导层与第二半导体层接触。背接触体直接或间接地位于第二石墨烯基的传导层上。
在特定的示例实施方式中，第一半导体层是n型半导体层并且第一石墨烯基传导层是用n型掺杂物掺杂的，且第二半导体层是p型半导体层并且第二石墨烯基的传导层是用p型掺杂物掺杂的。在特定的示例实施方式中，掺杂锌的二氧化锡层设置在玻璃基板和第一石墨烯基传导层之间。在特定的示例实施方式中，第一和/或第二半导体层可能包含聚合材料。
特定的示例实施方式涉及光伏装置。该光伏装置包括基板；至少一个光伏薄膜层；第一和第二电极；和第一和第二透明的、传导的石墨烯基层。第一和第二石墨烯基层分别与n和p型掺杂物掺杂。
特定的示例实施方式涉及触控面板组件。该触控面板组件包括玻璃基板。直接或间接地在玻璃基板上提供第一透明的，传导的石墨烯基层。提供可变形箔，该可变形箔实质上相对于玻璃基板平行并隔开放置。直接或间接地在可变形箔上提供第二透明的，传导的石墨烯基层。
在特定的示例实施方式中，第一和/或第二石墨烯基层图案化。在特定的示例实施方式中，多个柱体可以位于可变形箔和玻璃基板之间，且在组件的外围至少可以提供一个边缘密封。
特定的示例实施方式涉及一种接触面板设备包括这样一种接触面板组件。显示器可以在可变形箔对面连接接触面板组件的基板的表面。在特定的示例实施方式中，该接触面板设备可以是电容性的或电阻式的接触面板设备。
特定的示例实施方式涉及数据/总线线路，包括由基板支持的石墨烯基层。石墨烯基层的一部分石墨烯基层已经暴露用于离子束/等离子体处理和/或用H*蚀刻，从而降低该部分的传导性。在特定的示例实施方式中，该部分不是电传导的。在特定的示例实施方式中，基板是玻璃基板，硅晶片，或其它基板。在特定的示例实施方式中，该部分可以通过暴露用于离子束/等离子体处理和/或用H*蚀刻而被至少部分地移除。
特定的示例实施方式涉及天线。石墨烯基层由基板支持。石墨烯基层的一部分石墨烯基层已经暴露用于一种离子束/等离子体处理和/或用H*蚀刻，从而使得与石墨烯基层的其它部分相比，所述石墨烯基基层的该部分变薄。石墨烯基层作为一个整体具有至少80％的可见光透射率，更加较优地至少90％。
特定的示例实施方式涉及制作电子装置的方法。提供基板。石墨烯基层在基板上形成。通过使用离子束/等离子体暴露或用H*蚀刻选择性地图案化该石墨烯基层。图案化
在特定的示例实施方式中，在图案化之前转移石墨烯基层到第二基板。在特定的示例实施方式中，执行图案化以减少传导性和/或移除石墨烯基层的部分。
在此描述的特征，方面，改进，和示例实施方式还可以结合实现进一步的实施方式。
附图说明
通过参考以下示范说明的实施例结合附图的详细描述可以更好地且更完全地理解这些或其他附图和改进，其为：
图1是说明特定的示例实施方式的全部的技术的高层流程图；
图2是特定的示例实施方式的催化生长技术的示例示意图，说明根据特定的示例实施方式碳氢化合物气体的引入，碳溶解，和猝熄的可能的结果；
图3是说明根据特定的示例实施方式用于掺杂石墨烯的第一示例技术的流程图；
图4是说明根据特定的示例实施方式用于掺杂石墨烯的第二示例技术的流程图；
图5是说明根据特定的示例实施方式用于掺杂石墨烯的第三示例技术的示例示意图；
图6是根据特定的示例实施方式涉及石墨烯的掺杂的标绘温度对时间的图表；
图7是在特定的示例实施方式的石墨烯释放或剥离技术中有用的示例层堆；
图8是根据特定的示例实施方式在目标玻璃基板上可能用于暴露石墨烯的层压设备的示例示意图；
图9是根据一个示例实施方式适用于暴露高电子级(HEG)石墨烯的反应器的剖面示意图；
图10是说明特定示例实施方式的特定的示例催化CVD生长，剥离，和转移技术的示例工序流程图；
图11是根据特定的示例实施方式生产的样品石墨烯的图像；
图12是根据特定的示例实施方式合并石墨烯基层的太阳能光伏装置的剖面示意图；
图13是根据特定的示例实施方式合并石墨烯基层的触控屏幕的剖面示意图；
图14是根据特定的示例实施方式说明用于形成传导的数据/总线的示例技术的流程图；且
图15是根据特定的示例实施方式用于形成传导的数据/总线的技术的示意图。
具体实施方式
本发明的特定的示例实施方式涉及异质外延增大单晶石墨(n尽可能大到大约15)且将其转变为高电子级(HEG)石墨烯(n＜大约3)的可扩展的技术。特定的示例实施方式也涉及在透明的(依据可视的和红外光谱)，传导的超薄石墨烯薄膜中的HEG石墨烯使用，例如，作为普遍采用的用于多个应用(包括，比如固态太阳能电池)的金属氧化层窗孔电极的替代。特定的示例实施方式发展的技术基于催化驱动异质外延CVD处理，其发生足够低的适用于玻璃的温度。比如，热力学和动力学原理允许HEG石墨烯薄膜在低于大约600摄氏度的温度下在种子催化剂层从气态被结晶。
图1是说明特定的示例实施方式的全部的技术的高层流程图；如图1所示，特定的示例实施方式的全部的技术可以归类为属于四个基本步骤之一：
在适当的背面支持上石墨烯结晶(步骤S101)，石墨烯释放或从背面支持剥离(步骤S103)，石墨烯转移到目标基板或表面(步骤S105)，且目标基板或表面合并入产品(步骤S107)。如以下更详细的解释，将注意到在步骤S107中提及的产品可以是中间产品或最终产品。
示例石墨烯结晶技术
特定的示例实施方式的石墨烯结晶技术可以认为作为涉及“破裂”碳氢化合物气体并且在大范围上(如，大约1米的范围，或更大)再组装碳原子成为熟悉的蜂窝结构，例如，影响(leveraging)表面催化剂路径。特定的示例实施方式的石墨烯结晶技术发生在高温和适度的压力下。以下将详细描述该示例方法的说明性的细节。
特定的示例实施方式的催化剂生长技术有一些涉及已经用于在异质外延区域生长石墨的技术。用于石墨烯结晶的催化剂在适当的背面支持上处理。背面支持可以是任何适当的能抵抗高热的材料(如，温度上升到大约1000摄氏度)，比如，特定的陶瓷或玻璃产品，含锆的材料，氮化铝材料，硅片等。薄膜在结晶步骤之前被直接或间接地在背面支持上处理，从而保证它的表面大体上不被污染。本发明的发明人已经发现当催化剂层实质上具有单向晶体结构时，石墨烯结晶被促进。就这一点而言，小的颗粒已经确定不太有利，因为它们的镶嵌结构最后将转移到石墨烯层。无论如何，如果催化剂层至少在实质部分具有单向晶体结构，晶体结构的特定的定向已经发现很大程度上对石墨烯结晶是无关紧要的。实际上，颗粒边界在催化剂中比较缺乏(或较低)已经被发现导致对生长的石墨烯的相同或相似的定向，且已经被发现提供高电极(HEG)石墨烯。
催化剂层本身可以通过任何适当的技术，比如溅射，氧化气相沉积(CVD)，火焰裂解等，在背面支持上处理。催化剂层本身可能包括任何适当的金属或含金属材料。比如，催化剂层可能包括，比如，如镍，钴，铁，坡莫合金(如，镍铁合金，通常包括大约20％铁和80％镍)，镍与铬，铜的合金，和它们的组合。当然，结合特定的示例实施方式可能使用其它金属。发明人已经发现镍的或包含镍的催化剂层尤其对石墨烯结晶有利，且镍与铬的合金还是更有利的。此外，发明人已经发现在镍—铬(nickel-chromium)层(有时也叫nichrome或NiCr层)铬的数量可以最佳化以便促进大晶体的形成。特别地，在NiCr层中3-15％的Cr是较优的，在NiCr层中5-12％的Cr是进一步较优的，且在NiCr层中7-10％的Cr是更加较优的。在金属薄膜中钒的存在也已经被发现对促进大晶体生产是较优的。催化剂层可以相对较薄或较厚。比如，薄膜可以是50-1000nm厚，进一步较优地75-750nm厚，且更加较优地100-500nm厚。在特定的示例例子中，“大晶体生长”包括具有沿长轴近似10微米的长度，且有时甚至更长的晶体。
一旦催化剂薄膜在背面支持上处理，在背面支持和其上处理的催化剂薄膜位于其中的腔体内引入碳氢化合物气体(如，C2H2气，CH4气等)。可能在范围从大约5-150毫托，进一步较优地10-100毫托的压强下引入碳氢化合物气体。通常，压强越高，石墨烯的生长越快。背面支持和/或腔体作为整体然后被加热至溶解或“用力敲破”碳氢化合物气体。比如，背面支持可以被提高到600-1200摄氏度的范围内的温度，进一步较优的700-1000摄氏度，且更加较优地800-900摄氏度。加热可能通过任何适当的技术完成，比如，通过短波红外线(IR)加热器。加热可能发生在包括比如氩，氮，氮和氢的混合物的气体的环境，或其它适当的环境中。换句话说，在特定的示例实施方式中，碳氢化合物气体的加热可能发生在包含其它气体的环境中。在特定的示例实施方式中，使用纯碳氢化合物气体(比如，用C2H2)可能是可取的，然而使用碳氢化合物气体与另一种惰性的或其它气体的混合物是可取的(比如，CH4混合Ar)。
石墨烯将在这个或另一个合适的环境中生长。为了停止生长并帮助确定石墨烯生长在催化剂的表面(如与被嵌入催化剂内相反)，特定的示例实施方式采用猝熄处理。猝熄可以用一种惰性气体，比如，氩，氮，其组合等执行。为促进石墨烯在催化剂层表面生长，猝熄应当相当快地执行。更特别地，已经发现猝熄的太快或太慢导致很少的或没有石墨烯在催化剂层表面生长。通常，在已经被发现通过化学吸收作用促进好的石墨烯生长等的几分钟的过程中，猝熄以使背面支持和/或基板的温度从大约900摄氏度降低至70摄氏度(或更低)。就这一点而言，图2是特定的示例实施方式的催化生长技术的示例示意图，说明根据特定的示例实施方式碳氢化合物气体的引入，碳溶解，和猝熄的可能的结果。
石墨烯的生长过程符合严格的薄膜厚度关系t＝nxSLG，其中n包括一些步骤的离散数字。如果石墨烯已经产生，非常快速地识别并在薄膜区域上确定n的值概略地相当于以单一的度量测量薄膜的质量和均匀性。虽然可以通过原子力和扫描电子显微镜看到石墨烯片，但这些技术是耗时的且也可能导致石墨烯的污染。因此，特定的示例实施方式采用相衬技术提高在预定的催化剂表面的石墨烯的可见度。这可以考虑到映射在金属的催化剂薄膜上的沉积表面上的任何n值的变化来完成。这个技术依靠通过旋转涂布一种材料到其上可能实质上提高石墨烯的对比度的事实。比如，广泛采用的UV固化光刻胶(如，PMMA)可能以足够使薄膜可见并连续(如，大约1微米厚)的厚度在石墨/金属/背面支持等上被旋转涂布，丝网印刷，凹版印刷，或相反处理。如以下更详细的解释，聚合物光刻胶的夹杂物也可能有利于在石墨烯转移到最终表面之前的剥离处理。也就是说，如以下详细解释的，当金属层被释放或相反地从背面支持脱粘，除了提供关于石墨烯形成什么时候完成的指示，聚合物光刻胶也可能提供用于高弹性的石墨烯的支持。
如果一个层生长的太厚(有意地或无意地)，该层可能比如，用氢原子(H*)蚀刻。这种技术在大多数示例情况下可能是较优的。比如，在生长发生的太迅速，太出乎意料，不均衡，等的地方，H*可以用于改正这样的问题。如另一个例子，为确保生长足够的石墨烯，可以创造石墨，可以沉积石墨，且如用H*可以将石墨有选择地蚀刻回期望的n层HEG石墨烯。还如另一个示例，H*可以用于有选择地蚀刻掉石墨烯，如，创造传导区域和非传导区域。比如，这可以通过涂合适的掩模，进行蚀刻，然后移除该掩模来完成。
石墨烯的理论研究已经表面载流子的移动性可以高于200,000cm2/(V-s)。气相处理异质外延生长的石墨烯的实验测量值表明电阻率低至3x 106Ω-cm，其比镀银薄膜的好。这样的石墨烯的片电阻已经被发现大约为150欧姆/平方。可能变化的一个因数是需要产生最低的电阻率和片电阻的石墨烯的层的数量，且将注意到石墨烯期望的厚度可以取决于目标应用而改变。适合于大多数应用的石墨烯可能是n＝1-15石墨烯，进一步较优地n＝1-10石墨烯，更加较优地n＝1-5石墨烯，且有时是n＝2-3石墨烯。n＝1石墨烯层已经被发现导致透射下降大约2.3-2.6％。已经发现这个透射下降通常实质上穿过所有光谱是线性的，如，范围从紫外线(UV)，穿过可见的，且穿过红外线(IR)。此外，已经发现透射的损耗实质上随每个连续的n的增量是线性的。
示例掺杂技术
虽然150欧姆/平米的薄片电阻可能适合于特定的示例实施方式，将注意到不同的示例应用可能期望进一步降低片电阻。比如，将注意到特定的示例应用可能期望10-20欧姆/平米的片电阻。本发明的发明人已经确定可以通过石墨烯的掺杂降低片电阻。
就这一点而言，石墨烯呈现在亚微米标度上的冲击传输并可以通过门电压或分子吸附质或在这种情况下n＞2的嵌入大量地掺杂，没有重大的迁移率的减少。本发明的发明人已经确定除供体/受体的区别之外，石墨烯中的杂质通常有两个不同的类别，也就是，顺磁性的和非磁性的。与普通的半导体对比，后一种类型的杂质通常表现为更弱的掺杂，而顺磁性的杂质引起强掺杂：
由于线性地消失，电子空穴对称的态密度(DOS)近似于石墨烯的迪拉克点，定位没有自旋极化被牵制到伪隙中心的杂质形态。这样，石墨烯中的杂质形态强烈区别于在普通半导体中的相对物，其中在化学价和传导带中的DOS是非常不同的且杂质能级通常位于远离空隙的中间。虽然可能不希望要求存在定义明确的供体(或受体)的远离费米能级的电子伏特的几十分位能级的强掺杂效果，但如果杂质具有局部的磁性时刻，它的能级或多或少对称地通过洪德交换分离，大约1eV，随着比如石墨烯中存在的那些类似迪拉克光谱，在二维系统的电子结构上其提供用于强掺杂杂质效果的有利的情况。推理的线可以用于引导分子的选择形成顺磁性单分子和反磁性二聚物系统去掺杂石墨烯并且将它的传导性从103S/cm提高到105S/cm，且有时甚至到106S/cm。
结合特定的示例实施方式，使用的示例掺杂物包括氮，硼，磷，氟化物，锂，钾，铵等。结合特定的示例实施方式，也可以使用硫磺基掺杂物(如，二氧化硫)。比如，在玻璃基板中存在的硫化物可以引起渗出玻璃且从而掺杂石墨烯基层。以下更详细地提出多种示例石墨烯掺杂技术。
图3是说明根据特定的示例实施方式用于掺杂石墨烯的第一示例技术的流程图；该图3示例技术实质上包括在石墨烯中嵌入掺杂材料的离子束。例如，如上所述，在该示例技术中，石墨烯在金属催化剂上生长(步骤S301)。催化剂和其上形成的石墨烯被暴露用于包含被用作杂质的材料的气体(有时也指作为杂质气体)(步骤S303)。然后在包含催化剂及其上形成的石墨烯和杂质气体的腔体内激发等离子(S305)。离子束然后被用于将杂质嵌入石墨烯中(S307)。比如，适合于这种掺杂的示例离子束技术公开在美国专利号6,602,371；6,808,606；和美国再公告专利Re.38,358，和美国公开号2008/0199702中，其中每一个以此方式在此通过引用合并。离子束功率可以是大约10-200ev，进一步较优地为20-50ev，更加较优地为20-40ev。
图4是说明根据特定的示例实施方式用于掺杂石墨烯的第二示例技术的流程图，图4示例技术实质上包括在目标接收基板预嵌入固态杂质，并且当石墨烯应用到接收基板时然后引起那些固态杂质迁移进石墨烯。在该示例技术中，例如，如上所述，石墨烯在催化剂上生长(步骤S401)，预制接收基板以便包含其中的固态杂质(步骤S403)。比如，可以通过溶于玻璃中的制剂包含固态杂质。大约1-10％原子的，进一步较优地1-5％原子的，且更加较优地2-3％原子的杂质可以包含在玻璃熔体中。比如，使用以下详细描述的其中一个示例技术，石墨烯被应用于接收基板(步骤S405)。然后，引起在接收基板内的固态杂质移入石墨烯。在石墨烯的沉积物中使用的热将引起杂质向正形成的石墨烯层移动。相似地，此外掺杂的薄膜可以包含在玻璃上，且其中的杂质可以引起通过热扩散穿过这些层移动，比如，创造掺杂的石墨烯层(n＞＝2)。
在特定的示例实施方式中，离子束也可以用于将掺杂物直接嵌入到玻璃中。离子束功率可以是大约10-1000ev，进一步较优地20-500ev，进一步较优地20-100ev。当中间层是掺杂的且用于为石墨烯提供杂质，离子束可以在大约10-200ev，进一步较优地20-50ev，进一步较优地20-40ev下操作。
图5是说明根据特定的示例实施方式用于掺杂石墨烯的第三示例技术的示例示意图。图5示例技术实质上包括在金属催化剂层503内的预嵌入固态杂质507，并且然后当石墨烯正在形成时，引起那些固态杂质507经过催化剂层503迁移，从而在催化剂层503的表面上创造掺杂的石墨烯509。进一步较优地，在该示例技术中，在背面支持505上处理催化剂层503。催化剂层503包括其中的固态杂质507。换句话说，催化剂在它的体积内具有固态杂质原子(如，从大约1-10％，进一步较优地大约1-5％，且更加较优地大约1-3％)。在高温下引入碳氢化合物气体501接近形成的催化剂层503。当石墨烯发生结晶时，如通过这个高温，催化剂层503内的固态杂质507向其外表面发生迁移。已经发现杂质到达表面的比率是催化剂厚度和温度的一个函数。结晶通过猝熄停止，并且，最后，在催化剂层503的表面形成掺杂的石墨烯509。随着掺杂的石墨烯509的形成，催化剂层503现在具有较少的(或没有)固态杂质507位于其中。本实例技术的一个优点涉及通过合理地改变金属表面温度，分压强，和沉积气体种类的停留时间，以及用于猝熄比率处理的自由基来控制生长的超薄薄膜的可能性。
将注意到这些示例掺杂技术可以单独和/或相互之间和/或与进一步的技术以多种组合及子组合使用。也将注意到特定的示例实施方式可以包括单一杂质材料或多种杂质材料，例如，通过一次使用特别的示例技术，重复使用特别的技术，或一次或多次各自通过多种技术的结合使用。比如，在特定的示例实施方式中。P型和n型杂质是可能的。
图6是根据特定的示例实施方式涉及石墨烯的掺杂的标绘温度对时间的图表。如上所述，比如，冷却可以使用惰性气体完成。通常，并且也如上所述，在特定的示例实施方式中，高温可以是大约900摄氏度，且低温可以是大约700摄氏度，且冷却可以发生超过几分钟。可以使用如图6所示的相同的加热/冷却内形曲线，不管石墨烯是否是掺杂的。
示例的石墨烯释放/剥离和转移技术
一旦石墨烯已经被异质外延地生长，它可以从金属催化剂和/或背面支持释放或剥离，如，先于被放置在基板上被合并入中间或最终产品。根据特定的示例实施方式，可以执行各种程序从它们的生长基板举起外延薄膜。图7是在特定的示例实施方式的石墨烯释放或剥离技术中有用的示例层堆。参考图7，在特定的示例实施方式中，可以在背面支持505和催化剂层503之间设置可选择的释放层701。该释放层701可以具有或包括，比如，氧化锌(如ZnO或其它适当的化学计量)。可能被固化的后石墨烯沉积物，石墨烯509/金属催化剂层503/释放层701堆涂布基板505，如通过旋转涂布应用，由弯月面流(meniscus flow)等分配，可以得到厚的聚合物703的涂层(如，几微米厚)。如上所提到，该聚合物703可以作为用于石墨烯509在剥离(lift-off和/或debonding)过程中的支柱或支撑，非常灵活地保持石墨烯薄膜连续，然而也减少石墨烯薄膜卷起，变皱，或其他变形的可能性。
也如上所提到，PMMA可以用作通过相衬允许石墨烯变得可视的聚合物并且用于在前和/或在剥离过程中的支持。然而，结合特定的示例实施方式，可能在支持阶段，和释放转移阶段过程中使用机械和化学性能可以与石墨烯的性能匹配的大范围的聚合物。通过对可以以化学方法从石墨片状剥落的石墨烯薄膜进行实验，剥离工作可以与主要的外延生长分支等同时执行。
一旦在母基板上处理催化剂层，可以以化学方法引起释放层从母基板结合石墨烯/金属。比如，在氧化锌释放层的情况下，在醋里浸洗可以引起石墨烯的释放。氧化锌释放层的使用也是有益的，因为本申请的发明人已经发现金属催化剂层也是从具有释放层的石墨烯移除的。认为这是由氧化锌释放层连同它与催化剂层内的颗粒形成的相互联系造成的构造的结果。将注意到这样减少了(并且有时甚至消除了)后来移动催化剂层的需要。
特定的剥离(lift-off/debonding)和转移技术实质上将原基板当作可再用的外延生长基板。同样地，在这样的示例实施方式中，选择性的蚀刻从外延生长的石墨烯(在上部具有聚合物)切削(undercut)并溶解掉金属催化剂薄膜可能是可取的。这样，在特定的示例实施方式中，催化剂层可能被腐蚀掉，不管是否使用释放层。比如，合适的蚀刻剂包括盐酸，磷酸等。
可以准备最终的受体玻璃基板表面以便接收石墨烯层。比如，朗缪尔-布洛杰特薄膜(如，从朗缪尔-布洛杰特酸)可以应用于玻璃基板。最终的受体基板可作为选择地或附加地用光滑的亲石墨烯层(graphenophillic layer)，如基于硅树脂聚合物等涂布，使后者被石墨烯接受。这可以帮助确保静电键，从而优先地允许石墨烯转移过程中的转移。目标基板可以附加地或作为选择地曝露给紫外辐射，如，提高目标基板的表面能且从而使它更易被石墨烯接收。
在特定的示例实施方式中，石墨烯可以通过覆盖层(blanket)冲压和/或旋转应用到基板。这样的过程允许石墨烯预先生长并用化学方法吸收到通过接触压力转移到受体玻璃上的金属载体上。如一个示例，如图8所示，石墨烯可以通过一个或更多层压滚筒(laminationrollers)应用到基板。就这一点而言，图8显示上部和下部滚筒803a和803b，其将应用压力并且引起石墨烯509和聚合物层703被层压到目标基板801。如上所指出，目标基板801具有含硅的或其它其上处理的亲石墨烯层(graphenophillic layer)促进层压。将注意到聚合物层703将作为最外层应用且石墨烯509将靠近目标基板801(或甚至直接在其上)。在特定的示例实施方式中，可能在石墨烯的应用之前在基板上提供一个或更多层。
一旦在目标基板上处理石墨烯，可能移动聚合物层。在特定的示例实施方式中，可以用适当的溶剂溶解聚合物。当使用如PMMA的光敏材料时，它可以通过紫外曝光移除。当然，其它移除技术也是可能的。
在特定的示例实施方式中，将注意到在石墨烯已经应用到目标基板后，例如，使用上述一种示例蚀刻剂可能腐蚀掉催化剂薄膜。蚀刻剂的选择也可能石墨烯基下面的任何层的存在或缺少。
特定的示例实施方式更直接地用电化学方法阳极氧化石墨烯下面的金属催化剂薄膜。在这样的示例实施方式中，石墨烯本身可能作为阴极，因为下面的金属被阳极氧化成透明的氧化物，虽然仍然被结合到原基板。这样的示例实施方式可能在一个步骤中通过实质上执行剥离和转移过程，被用于绕开使用聚合物涂层。但是，通过电化学方法阳极化可能影响石墨烯的电子性能且从而需要补偿。在特定的示例实施方式中，可以以其它方式氧化石墨烯下面的催化剂层，使它透明。比如传导的氧化物可能用于将石墨烯基层“连接”到基板，半导体，或其它层。就这一点而言，钴，铬钴，镍铬钴，和/或类似的可能被氧化。在特定的示例实施方式中，这可能也减少了石墨烯剥离的需要，使转移，操作，和石墨烯的其它处理更容易。
在特定的示例实施方式中，也可能使用粘合剂或类似胶带的材料获得。粘合剂可以放置在目标基板上。如，接着加压应用，可以将石墨烯通过比到胶带等更强地粘附到基板，转移到目标基板。
示例反应器设计
莲蓬式反应器或多或少均匀地在第二平行的平面的加热表面上典型地采用了穿孔的或多孔的平面的表面分配反应气体。这样的结构可以用于生长使用在此描述的示例异质外延技术的石墨烯。莲蓬式反应器对大的正方形的超光滑玻璃或陶瓷基片的处理是有利的。莲蓬式反应器的基本原理图是图9，具有被放大的增压设计。换句话说，图9是根据一个示例实施方式适用于暴露高电子级(HEG)石墨烯的反应器的剖面示意图。该反应器包括具有多个入口和出口的主体部分901。更特别地，在顶部且在反应器的主体部分901的近似水平居中提供气体入口903。该气体入口903可以从一个或更多来源接收到气体且从而可以提供多种气体，包括比如，碳氢化合物气体，用于形成在异质外延生长过程中的环境的气体，猝熄气体等。以下将更详细地描述气体流和流量，例如，关于莲蓬式的增压设计907。可以在反应器的主体部分901的底部提供多个排气口905。在图9示例实施方式中，提供近似于反应器的主体部分901的极值的两个排气口905，例如，以便排出气体入口903提供的实质上通常会流经整个主体部分901的气体。将注意到，在特定的示例实施方式中，可以提供更多的或更少的排气口905(例如，可以在反应器的主体部分901的近似水平居中，在反应器的主体部分901的顶部或侧面提供另外的排气口905等)。
在特定的示例实施方式中，在通过加载互锁机构进入反应器之前，背面支持基板909可能被清洁并在其上处理催化剂薄膜(例如，通过物理气相沉积或PVD，溅射，CVD，火焰裂解或类似的)。根据承受器设计，背面支持基板909的表面可以被快速加热为(例如，使用RTA加热器，短波IR加热器，或其它的能够诱导地加热基板和/或其上的层不需要也加热整个腔体的适当的加热器)可控制的温度水平并且均匀的，其允许(i)金属薄膜结晶和激活，和(ii)实质上均匀的石墨烯的优先的沉积物和在其表面上的气相前驱体的可控制的厚度。加热器可以是可控制的以便计算沉积率参数/催化剂比率的(温度*厚度)。背面支持基板909可以沿方向R穿过反应器移动或可以静止的位于莲蓬头907下。莲蓬头907可以例如，通过一个或更多冷却剂入口/出口913用冷却流体或气体冷却。简单的说，且如图9中放大处所示，该增压设计可能包括多个在莲蓬头907底部的孔，每个这样的孔都只有几毫米宽。
改变顶(ceiling)间隙Hc，或莲蓬头907的底部表面和背面支持基板909在其上移动的顶部表面之间的高度，可能具有多种效果。比如，腔体体积从而和表面积体积比可能被改变，因此影响气体停留时间，消耗时间，和径向速度。已经发现停留时间的改变强烈影响气相反应的范围。如图9中所示操作的莲蓬头结构(在冷却表面下具有热表面)，如果在高压下(例如几百托)操作，有贝纳尔德多种自然对流的可能性，且这样的趋势通过瑞利数被高度强烈影响(与浮力驱动流联系的无量纲数，也被认为是自由对流或自然对流；当它超过用于流体的临界值，首先以对流的形式热传递)。因此，顶(ceiling)间隙Hc可以通过简单的硬件变化改变，通过提供基板电极的可调节的安装等，以便影响石墨烯的异质外延生长。
图9示例实施方式不一定要在反应器内操作等离子体。这是因为透明薄膜生长机制是通过异质外延表面吸收(通常只发生在催化剂上)。已经发现从等离子体生长通常引起非晶型模并且也发现允许大颗粒的形成或灰尘形成，那可能极大地降低薄膜质量并导致将对一至十原子层薄膜不利的小孔。反而，特定的示例实施方式可能包含制作石墨(如，单晶体石墨)，将它蚀刻到石墨(例如，具有特定的n值)，且将石墨转变成石墨烯(例如，成为HEG石墨烯)。当然，可能采用原位终点技术作为反馈参数。
在特定的示例实施方式中，离子束源可能位于在图9的反应器之外的同轴例如，执行上述根据示例技术的掺杂。但是，在特定的示例实施方式中，离子束源可能位于反应器的本体内。
示例工序流程
图10是说明特定示例实施方式的特定的示例催化CVD生长，剥离，和转移技术的示例工序流程图。图10中显示的示例流程开始于例如，用传统的玻璃检查方法(步骤S1002)检查并且清洗背面支持玻璃(步骤S1004)。然后该背面支持玻璃可能用离子束清洗，等离子体灰化，或相似的技术清洗(步骤S1006)。例如，用PVD在背面支持上处理催化剂(例如，金属催化剂)(步骤S1008)。指出在本发明的特定的示例实施方式中，步骤S1006的清洗处理可以在石墨烯涂料器/反应器内完成。换句话说，在特定的示例实施方式中，具有或不具有在其上形成的金属催化剂薄膜的背面支持玻璃可以在步骤S1006之前进入石墨烯涂料器/反应器，例如，取决于金属催化剂层是否存放在涂料器/反应器内或在其之前。然后可能发生n层石墨烯的催化沉积(步骤S1010)。在特定的示例实施方式中，石墨烯可能被引入的氢原子(H*)蚀刻掉，且石墨烯可以例如，取决于目标应用有选择地为掺杂的(步骤S1012)。石墨烯形成的最后被检测，例如，通过判定是否已经存放了足够的石墨烯和/或是否H*蚀刻已经充分(步骤S1014)。为停止石墨烯形成，使用快速淬火过程，且具有在其内形成的石墨烯的背面支持玻璃退出反应器/涂料器(步骤S1016)。这时候可以选择地进行目测。
接着石墨烯形成，例如，通过旋转，刀具(blade)或其它涂层技术，可能在石墨烯上处理在石墨烯的转移中有用的聚合物(步骤S1018)。可能有选择地检查这个产品，例如，决定是否发生必需的变色。如果发生了，聚合物可能被固化(例如，用加热，紫外辐射等)(步骤S1020)，且然后再次检查。例如，为准备剥离石墨烯(步骤S1024)，金属催化剂可能被下部蚀刻(under-etched)或相反被释放(步骤S1022)。
一旦已经完成剥离，可以可选择地检查聚合物和石墨烯并且然后清洗，例如，清除任何剩余的下部蚀刻剂(under-etchants)和/或未固化的聚合物(步骤S1026)。这时候可以执行另一个可选择的检查步骤。可以应用表面活性剂(步骤S1028)，探针(pins)被至少放置入聚合物(步骤S1030)，且薄膜例如借助这些探针被翻动(flipped)(步骤S1032)。剥离程序现在已经完成，且石墨烯现在准备被转移到接收基板。
例如，在洁净室准备接收基板(步骤S1034)。接收基板的表面可以被功能化，例如通过将其暴露给紫外光以提高其表面能，应用另外的亲石墨烯涂层等(步骤S1036)。石墨烯/聚合物薄膜然后可以被转移到主基板上(步骤S1038)。
一旦完成转移，具有石墨烯和附在其上的聚合物的接收基板可能被送入一个模件移除聚合物(步骤S1040)。这可以通过将聚合物暴露给紫外光，高温，化学品等完成。具有石墨烯和至少部分溶解的聚合物的基板然后可能被清洗(步骤S1042)，用任何过度水分或其它材料蒸发和干燥(步骤S1044)。必要时，可以重复该聚合物移除步骤。
随着聚合物的移除，例如，用标准的四点探针，可以测量基板上的石墨烯的片电阻(步骤S1046)。也可以测量光传输(例如，Tvis，等)(步骤S1048)。假定中间的或最终的产品满足质量标准，它们可以被包装(S1050)。
用这些技术，准备样品薄膜。样品薄膜表现出15500S/cm的高导电率和超过80％的越过500-3000nm波长的透明度。此外，薄膜显示好的化学和热稳定性。图11是是根据特定的示例实施方式生产的样品石墨烯的图像。图11图像突出异质外延生长的石墨烯从坡莫合金薄膜的剥离。
示例包含石墨烯应用
如上所指，石墨烯基层可能在广泛的各种应用和/或电子设施中使用。在这样的示例用于或电子设施中，ITO和/或其它传导层可能简单地被石墨烯基层替换。制作具有石墨烯的装置将典型地包含接触金属，像ITO的简并半导体，太阳能电池半导体如其它之间的a-Si和CdTe，和/或类似的。
尽管在布里渊区内在K点具有零能带隙和消没的态密度(DOS)，独立的石墨烯表现出金属性能。然而，在金属的，半导体的或绝缘的基板上的吸附可以改变它的电子性能。为弥补这一点，附加地，或者替换地，在示例应用和/或电子设施中，石墨烯基层与任何邻近的另外的半导体层一致可以是掺杂的。即，在特定的示例实施方式中，如果石墨烯基层接近n型半导体层，石墨烯基层可能是与n型掺杂物掺杂的。同样的，在特定的示例实施方式中，如果石墨烯基层接近p型半导体层，石墨烯基层可能是与p型掺杂物掺杂的。当然，在石墨烯内的费米能级中的关于锥顶点的移动可能例如，用密度功能的理论(DFT)建模。能带隙计算显示金属/石墨烯界面可以分类为两个宽泛的类别，即，化学吸附和物理吸附。在后一种情况，向上(向下)移动意味着电子(空穴)通过金属被转移给石墨烯。这样，可能预知哪种金属或TCO用于与石墨烯接触取决于应用。
可能使用一个或更多的石墨烯基层的第一示例电子装置是太阳能光伏装置。这样的示例装置可能包括前面电极或背面电极。在这样的组昂值中，石墨烯基层可以简单地替换在此典型地使用的ITO。光伏装置在比如，美国专利号6,784,361，6,288,325，6,613,603和6,123,824；美国公开号2008/0169021，2009/0032098，2008/0308147，和2009/0020157；和申请序列号12/285,374，12/285,890，和12/457,006公开，其公开在此通过引用合并。
替换地，或此外，在此可能包含掺杂的石墨烯基层以便与邻近的半导体层匹配。比如，图12是根据特定的示例实施方式合并石墨烯基层的太阳能光伏装置的剖面示意图。在图12示例实施例中，提供玻璃基板1202。比如并没有限制，该玻璃基板1202可能具有在任何美国专利申请号11/049,292和/或11/122,218，在此通过引用合并的公开中的任何玻璃。玻璃基板可选择地可能是纳米纹理，例如，提高太阳能电池的效率。可能在玻璃基板1202的外表面上提供抗反射(AR)涂层1204，例如，增强透射。该抗反射(AR)涂层1204可能是单层抗反射(SLAR)涂层(例如，氧化硅抗反射涂层)或多层抗反射(MLAR)涂层。可以使用任何适当的技术提供这样的AR涂层。
例如，在背面电极装置比如在图12示例实施方式中显示的那个的情况下，可以在玻璃基板1202上在AR涂层1204的对面提供一个或更多吸收层1206。吸收层1206可以加在第一和第二半导体中间。在图12示例实施方式中，吸收层1206夹在n型半导体层1208(离玻璃基板1202较近)和p型半导体1210(离玻璃基板1202较远)之间。也可能提供(例如，与铝的或其它合适材料的)背接触体1212。可能提供第一和第二石墨烯基层1214和1216，而不是在半导体1208和玻璃基板1202之间和/或在半导体1210和背接触体1212之间提供ITO或其它传导材料。石墨烯基层1214和1216可能是掺杂的以便分别匹配邻近的半导体层1208和1210。这样，在图12示例实施方式中，石墨烯基层1214可能是与n型掺杂物掺杂的且石墨烯基层1216可能是与p型掺杂物掺杂的。
因为难以直接构成石墨烯，可能在玻璃基板1202和第一石墨烯基层1214之间提供可选层1218。然而，因为石墨烯是非常柔韧的，通常它将符合它放置在其上的表面。因此，可能构成可选层1218以便那个层的结构可以被“转移”或相反被反映在通常共形的(conformal)石墨烯基层1214内。就这一点而言，可选构成层1218可以包括掺杂锌的二氧化锡(ZTO)。在特定的示例实施方式中，注意到一个或半导体1208和1210两者可能被聚合传导材料替换。
因为石墨烯在近的和中部IR范围内实质上是透明的表明最穿透的长波长辐射可能穿透并且生成载体深入单一的和串联的两者结合的太阳能电池的i层。这表明用石墨烯基层构成背部触点的需要可能不需要，因为已经将提高多达多个百分点的效率。
屏幕印刷，蒸发，和烧结技术及在高温下CdC12处理当前被用在CdS/CdTe太阳能电池异质结中。这些电池具有高占空因数(FF＞0.8)。然而，串联电阻Rs是效率限定元件(artifact)。在Rs中，有从CdS层的片电阻分离的部分和与CdTe相联系的分立元件及在其上的石墨烯基接触。一个或更多的石墨烯基层的使用可以帮助减少对Rs的促成，而保留好的异质结性能。通过在这样的用于前面和后面两者的接触安排的太阳能结构中包含石墨烯，可以完成实质的效率推动。
将注意到，特定的示例实施方式可能包含单一接合太阳能电池，反之，特定的示例实施方式可能包含串联的太阳能电池。特定的示例实施方式可能是CdS，CdTe，CIS/CIGS，a-Si，和/或其它类型的太阳能电池。
可能包含一个或更多的石墨烯基层的另一个示例实施方式是触控面板显示器。例如，触控面板显示器可以是电容的或电阻的包括ITO或其它传导层的触控面板显示器。比如，见美国专利号7,436,393，7,372,510，7,215,331，6,204,897，6,177,918，和5,650,597，和申请序列号12/292,406，其公开在此通过引用合并。ITO和/或其它传导层在可能被石墨烯基层替换的这样的触控面板中可以被替换。比如，图13是根据特定的示例实施方式合并石墨烯基层的触控屏幕的剖面示意图。图13包括下面的显示器1302，在特定的示例实施方式中，其可能是LCD，等离子体，或其它平面直角显示器。光学空隙粘合剂1304将显示器1302与薄玻璃基板1306连接。在图13示例实施方式中，提供可变形的PET箔1308作为最顶层。PET箔1308通过(by virtual of)多个柱状间隔器1310和边缘密封1312与薄玻璃基板1306的上表面隔开。可以分别在PET箔1308靠近显示器1302和薄玻璃基板1306的表面上，在面向PET箔1308的表面上提供第一和第二石墨烯基层1314和1316。一个或石墨烯基层1314和1316，两者可以例如，通过离子束和/或激光蚀刻图案化。注意到用PET箔本身可以将PET箔上的石墨烯基层从它的生成位置转移到中间产品。换句话说，当剥离和/或移动石墨烯时，可以使用PET箔代替光刻胶或其它材料。
在类似于图13中所显示的实施方式中，对于石墨烯基层小于大约500欧姆/平方的片电阻是可接受的，且对于石墨烯基层小于大约300欧姆/平方的片电阻是有益的。
将注意到在显示器1302中典型地提供的ITO可以用一个或更多的石墨烯基层替代。比如，当显示器1302是LCD显示器，可能提供石墨烯基层作为滤色镜基板上的普通电极和/或作为所谓的TFT基板上的有图案的电极。当然，石墨烯基层，掺杂的或无掺杂的，也可能被用于与单个TFT的设计和制造相关。关于等离子体和/或其它平面直角显示器可以提供相似的安排。
石墨烯基层也可能用于创造传导的数据/总线线路，母线，天线，和/或类似的。可能在玻璃基板，硅片等上形成或应用这样的结构。图14是根据特定的示例实施方式说明用于形成传导的数据/总线的示例技术的流程图。在步骤S1401中，在适当的基板上形成石墨烯基层。在可选择的步骤，步骤S1403中，在石墨烯基层上可能提供保护层。在步骤S1405中，石墨烯基层有选择地被移动或图案化。可以通过激光蚀刻完成该移动或图案形成。在这样的情况下，假如激光的分辨率足够好，可能减少保护层的需要。作为选择或此外，可能通过暴露用于离子束/等离子体处理执行蚀刻。并且，如上所述，H*可能用于，例如与热灯丝有关。当离子束/等离子体处理用于蚀刻，保护层可能是合适的。比如，光刻胶材料可能用于保护石墨烯的关注区域。这样的光刻胶可能，例如通过旋转涂布或在步骤S1403中类似的方法应用。在这样的情况下，在另一个可选择的步骤，S1407中，可选择的保护层被移动。比如，可以用合适的光刻胶暴露用于紫外线。在未显示的一个或更多步骤中，如果它不是例如，用任何适当的技术(比如，上文描述的那些)已经在其上形成，传导的石墨烯基图案可能被转移为中间或最终产品。
虽然特定的示例实施方式已经被描述为蚀刻掉或移除石墨烯基层，特定的示例实施方式可能简单地改变石墨烯基层的传导性。在这样的情况下，一些或全部石墨烯可能不会被移除。然而，因为传导性已经被适当地改变，只有适当地有图案的区域可能是传导的。
图15是根据特定的示例实施方式用于形成传导的数据/总线的技术的示意图。如图15中所示，通过暴露用于离子束可选择地改变石墨烯的传导性。光刻胶以合适的图案应用，例如，以便保护石墨烯基层的要求的部分，然而石墨烯基层的其它部分仍然暴露用于离子束/等离子体。
在多个样品已经被存放和蚀刻后，迁移率数据显示在下表中。
将注意到由于多种原因用这个和/或其它方法使石墨烯图案化可能是有益的。比如，层将大部分透明。这样，可能提供“无缝的”天线，这种情况不能看见图案。可能提供有关可能合并入车辆窗户(例如，为除霜，使用天线，功率元件等)，平面直角(例如，LCD，等离子体，和/或其它)显示器装置，天窗，冷藏库/冰箱门/窗户等的母线的相似的结果。这可能也有利地减少了在这样的产品中经常发现的黑色熔块的需要。此外，石墨烯基层可能用于在电致变色装置中代替ITO。
虽然已经在此描述了特定的示例应用/装置，如上所示，可能用石墨烯基的传导层代替其它透明导电涂层(TCC)，如ITO，氧化锌等或除其之外。
如此处所用的，术语“上(on)”，“被支持(supported by)”和类似的除非明确说明，不应当解释为意味着两个元件相互直接相邻。换句话说，第一层可能被说成在第二层“上(on)”，或被第二层“支持(supported by)”，即使有一层或多层在其中间。
虽然发明已经被描述有关目前被认为最实用和较优的实施例，需理解发明不限制为公开的实施例，而正相反，意指包括包含在附加的权利要求的精神实质和范围内的各种修改和相同的安排。

Claims (30)

1.一种太阳能电池，包括：
玻璃基板；
直接或间接地位于玻璃基板上的第一石墨烯基传导层；
接触第一石墨烯基传导层的第一半导体层；
直接或间接地位于第一半导体层上的至少一个吸收层；
直接或间接地位于至少一个吸收层上的第二半导体层；
接触第二半导体层的第二石墨烯基的传导层，和
直接或间接地位于第二石墨烯基的传导层上的背接触体。
2.权利要求1的太阳能电池，进一步包括在第一石墨烯基传导层对面的基板的表面提供抗反射涂层。
3.权利要求1的太阳能电池，其中第一半导体层是n型半导体层并且第一石墨烯基传导层是用n型掺杂物掺杂的。
4.权利要求3的太阳能电池，其中第二半导体层是p型半导体层并且第二石墨烯基的传导层是用p型掺杂物掺杂的。
5.权利要求4的太阳能电池，进一步包括设置在玻璃基板和第一石墨烯基传导层之间的掺杂锌的二氧化锡层。
6.权利要求1的太阳能电池，第一和/或第二半导体层包含聚合材料。
7.一种光伏装置，包括：
基板；
至少一个光伏薄膜层；
第一和第二电极；和
第一和第二透明的、传导的石墨烯基层；
其中第一和第二石墨烯基层分别与n和p型掺杂物掺杂。
8.一种触控面板组件，包括：
玻璃基板；
直接或间接地在玻璃基板上提供的第一透明的、传导的石墨烯基层；
可变形箔，所述可变形箔实质上相对于玻璃基板平行并隔开放置；和
直接或间接地在可变形箔上提供的第二透明的、传导的石墨烯基层。
9.权利要求8的触控面板组件，其中第一和/或第二石墨烯基层被图案化。
10.权利要求9的触控面板组件，进一步包括：
位于可变形箔和玻璃基板之间的多个柱体，和
在组件外围的至少一个边缘密封。
11.权利要求10的触控面板组件，其中该可变形箔是PET箔。
12.权利要求8的触控面板组件，其中第一和/或第二石墨烯基层具有小于500欧姆/平方的片电阻。
13.权利要求8的触控面板组件，其中第一和/或第二石墨烯基层具有小于300欧姆/平方的片电阻。
14.一种接触面板设备，包括：
权利要求8的接触面板组件；和
在可变形箔的对面连接接触面板组件的基板表面的显示器。
15.权利要求14的接触面板设备，其中显示器是LCD显示器。
16.权利要求15的接触面板设备，其中接触面板设备是电容性的接触面板设备。
17.权利要求15的接触面板设备，其中接触面板设备是电阻式的接触面板设备。
18.一种数据/总线线路，包括由基板支持的石墨烯基层，其中：
石墨烯基层的一部分已经暴露用于离子束/等离子体处理和/或用H*蚀刻，从而降低该部分的传导性。
19.权利要求18的数据/总线线路，其中该部分不是电传导的。
20.权利要求18的数据/总线线路，其中基板是玻璃基板。
21.权利要求18的数据/总线线路，其中基板是硅晶片。
22.权利要求18的数据/总线线路，其中该部分通过暴露用于离子束/等离子体处理和/或用H*蚀刻而被至少部分地移除。
23.一种天线，包括：
由基板支持的石墨烯基层，其中：
石墨烯基层的一部分已经暴露用于一种离子束/等离子体处理和/或用H*蚀刻，从而使得与石墨烯基层的其它部分相比，所述石墨烯基层的该部分变薄，
其中，所述石墨烯基层作为一个整体具有至少80％的可见光透射率。
24.权利要求23的天线，其中，石墨烯基层作为一个整体具有至少90％的可见光透射率。
25.一种制作电子装置的方法，该方法包括：
提供基板；
在基板上形成石墨烯基层；且
通过使用离子束/等离子体暴露或用H*蚀刻选择性地图案化该石墨烯基层。
26.权利要求25的方法，进一步包括在图案化之前将石墨烯基层转移到第二基板。
27.权利要求26的方法，其中图案化的执行以减少传导性和/或移除部分石墨烯基层。
28.权利要求26的方法，进一步包括在图案化之前在部分石墨烯基层上提供保护掩模。
29.权利要求28的方法，其中保护掩模包含光刻胶材料。
30.权利要求28的方法，进一步包括移除保护掩模。
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