TWI535655B - 具有曲折構型之石墨烯薄膜、包含該石墨烯薄膜的熱電裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

具有曲折構型之石墨烯薄膜、包含該石墨烯薄膜的熱電裝置及其 製造方法

本揭露是有關於一種具有曲折構型之石墨烯薄膜、包含該石墨烯薄膜的熱電裝置及其製造方法。

再生能源技術的發展因近年來能源短缺的問題而逐漸受到重視。在熱電轉換發電的領域中，常利用熱電材料以及元件之間的溫度差，驅動電子移動來進行熱能及電能的轉換。除此之外，熱電轉換發電更可結合廢熱回收技術，將廢熱當作熱電轉換發電的熱源，減少能源的浪費，達到減熱發電以及能源再生等環保效益。

然而，熱電轉換發電在應用上最大的問題是熱電轉換效率有限。已知熱電材料的能源轉換效率與熱電優值(Figure of Merit，ZT)有密切的關係，其中ZT=S² σ T/κ。其中S為席貝克(Seebeck)係數，σ為導電率，而κ為熱傳導係數。熱電優值越 高，則熱電致冷器與熱電發電器的效率愈佳。故由關係式中可看出，一個好的熱電材料除了需要有良好的席貝克係數之外，還須具備高導電率以及低熱傳導係數。

一般而言，具有高導電率的材料通常具有良好的導熱性，而具備低熱傳導係數的材料則通常是絕緣體。由此可知，導電率與熱傳導係數為相依的關係，因此一般材料難以同時具有良好的導電率以及低熱傳導係數，使得最終的熱電優值無法有效提升。綜合上述，如何在特定條件下維持材料的導電率，並有效地降低其熱傳導係數為目前所需研究的課題。

本揭露提供一種具有曲折構型之石墨烯薄膜，包括多數個板層、至少一個第一連接部以及至少一個第二連接部。其中任意相鄰的兩個上述板層以相隔一間距配置，每一板層具有第一邊與第二邊，且上述第一邊與上述第二邊相對應。上述至少一個第一連接部與上述至少一個第二連接部交替配置於上述板層的兩側。其中第N層為上述板層中的任一層，上述第N層板層的上述第一邊與第N-1層板層的上述第一邊以上述至少一個第一連接部之一連接，且上述第N層板層的上述第二邊與第N+1層板層的上述第二邊以上述至少一個第二連接部之一連接。上述板層、上述至少一個第一連接部以及上述至少一個第二連接部構成連續石墨烯薄膜。

本揭露提供一種熱電裝置，包括下基板、位於上述下基板之上的下電極、位於上述下電極之上的具有曲折構型之石墨烯薄膜、位於上述具有曲折構型之石墨烯薄膜上方的上電極以及位於上述上電極之上的上基板。上述具有曲折構型之石墨烯薄膜包括多數個板層、至少一個第一連接部以及至少一個第二連接部。任意相鄰的兩個上述板層相隔一間距，每一板層具有第一邊與第二邊，且上述第一邊與上述第二邊相對應，其中上述板層與上述下基板的表面平行配置。上述至少一個第一連接部與上述至少一個第二連接部交替配置於上述板層的兩側。其中第N層板層的上述第一邊與第N-1層板層的上述第一邊以上述第一連接部連接，且上述第N層板層的上述第二邊與第N+1層板層的上述第二邊以上述第二連接部連接，其中上述第N層為上述板層中的任一層。其中上述板層、上述至少一個第一連接部以及上述至少一個第二連接部構成一連續石墨烯薄膜。

本揭露提供一種具有曲折構型之石墨烯薄膜的製造方法，包括提供基板，在上述基板上形成石墨烯層，在上述石墨烯層上形成保護層。對上述基板進行多數次曲折，形成多數個連接部以及多數個板層。移除上述基板與上述保護層，形成具有曲折構型之石墨烯層。

以下係藉由特定的具體實施例說明本揭露之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容瞭解本揭露之其他優點與功效。本揭露也可藉由其他不同的具體實施例加以施行或 應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。

1、2‧‧‧長條狀電極

3、4‧‧‧點狀電極

10‧‧‧下基板

12‧‧‧基板

14‧‧‧下電極

16‧‧‧上電極

18‧‧‧上基板

20‧‧‧石墨烯層

22、122‧‧‧板層

24‧‧‧第N層板層

26‧‧‧第N-1層板層

28‧‧‧第N+1層板層

32‧‧‧第一邊

34‧‧‧第二邊

42‧‧‧第一連接部

44‧‧‧第二連接部

50‧‧‧保護層

100、100a‧‧‧石墨烯薄膜

140‧‧‧連接部

200‧‧‧熱電裝置

402、404、406、408、410‧‧‧步驟

A1、A2、L‧‧‧長度

B‧‧‧區

d‧‧‧間距

D1、D2‧‧‧距離

W‧‧‧寬度

圖1為依照本揭露的一實施例的一種具有曲折構型之石墨烯薄膜的示意圖。

圖2A為依照本揭露的一實施例的圖1中B區之局部放大側視圖。

圖2B為依照本揭露的另一實施例的圖1中B區之局部放大側視圖。

圖3是依照本揭露的一實施例的一種具有曲折構型之石墨烯薄膜的製造方法流程圖。

圖4A至圖4C是依照本揭露的一實施例的一種具有曲折構型之石墨烯薄膜的製造方法剖面圖。

圖5是依照本揭露的一實施例的一種熱電裝置的示意圖。

圖6A是依照本揭露的例3之具有曲折構型之石墨烯薄膜的電阻值量測示意圖。

圖6B是依照比較例1之單層無曲折石墨烯薄膜的電阻值量測示意圖。

圖7A是依照本揭露的例3之具有曲折構型之石墨烯薄膜的四點量測電壓與電流線性示意圖。

圖7B是依照比較例1之單層無曲折石墨烯薄膜的之四點量測電壓與電流線性示意圖。

圖1是依照本揭露的一實施例的一種具有曲折構型之石墨烯薄膜的示意圖。

請參照圖1，一種具有曲折構型之石墨烯薄膜100包括多數個板層22、至少一個第一連接部42以及至少一個第二連接部44。上述多數個板層22、上述至少一個第一連接部42以及上述至少一個第二連接部44構成連續的石墨烯薄膜100。

如圖1所示，每一板層22例如是具有平坦的表面。每一板層22具有第一邊32與第二邊34，且第一邊32與第二邊34互相對應。在一實施例中，第一邊32與第二邊34互相平行。所述多數個板層22的形狀可以相同或相異，其形狀可以例如是四邊形或多邊形。在一實施例中，每一板層22為矩形，其長度L例如是5奈米至10米，寬度W例如是5奈米至10米，厚度例如是0.1埃至3奈米。

所述多數個板層22之間可以彼此互相平行或不平行。在一實施例中，石墨烯薄膜100包括多個互相平行的板層22。在另一實施例中，石墨烯薄膜100可同時包括至少一組互相平行的板層22以及至少一組互相不平行的板層22。任意相鄰的兩個板層22彼此之間相隔一間距d。各間距d可以相等或不相等。在一實 施例中，間距d之大小例如是介於0.3奈米至10奈米之間。

所述至少一個第一連接部42與所述至少一個第二連接部44交替配置於各板層22的兩側。在圖1中，所述至少一個第一連接部42設置在右側；所述至少一個第二連接部44設置在左側。所述至少一個第一連接部42與所述至少一個第二連接部44的形狀可以例如是弧面、曲面、拋物面、尖角面或垂直面。所述至少一個第一連接部42與所述至少一個第二連接部44的形狀可以相同或不相同。在一實施例中，所述至少一個第一連接部42與所述至少一個第二連接部44可為具有相同曲率或不同曲率的弧面。

請參照圖1，本揭露之具有曲折構型之石墨烯薄膜100包括上述多數個板層22、上述至少一個第一連接部42以及上述至少一個第二連接部44。更具體地說，上述多數個板層22可包括板層24、26、28。第N層板層24為多數個板層22中的任一層，但不是最底層之板層22，也不是最頂層之板層22。第N層板層24的第一邊32與第N-1層板層26的第一邊32以第一連接部42連接，且第N層板層24的第二邊34與第N+1層板層28的第二邊34以第二連接部44連接。板層22、第一連接部42以及第二連接部44構成連續且具有曲折構型之石墨烯薄膜100。

圖1所示的具有曲折構型之石墨烯薄膜100僅是用來說明，而非用來限制本揭露。亦即，圖1的虛線部分以下的多數個板層22、至少一個第一連接部42以及至少一個第二連接部44可以不存在。或者，圖1中的虛線部分可包括多數個板層22、至少 一個第一連接部42以及至少一個第二連接部44。本揭露之所述多數個板層22的層數可例如為2至400層。

圖2A是依照本揭露的一實施例的圖1中B區之局部放大側視圖。圖2B是依照本揭露的另一實施例的圖1中B區之局部放大側視圖。

請參照圖2A及圖2B，在本揭露的一實施例中，石墨烯薄膜100的多數個板層22、至少一個第一連接部42以及至少一個第二連接部44分別包括單層碳原子之石墨烯，如圖2A所示。而在本揭露的另一實施例中，石墨烯薄膜100的每一板層22、每一第一連接部42以及每一第二連接部44分別包括多層(例如是2層至20層)碳原子之石墨烯，如圖2B所示。其中每一層碳原子的厚度範圍例如是介於0.1埃至3奈米之間。

圖3是依照本揭露的一實施例的一種具有曲折構型之石墨烯薄膜的製造方法流程圖。圖4A至圖4C是依照本揭露的一實施例的一種具有曲折構型之石墨烯薄膜的製造方法剖面圖。

請參照圖3及圖4A，步驟402，在基板12上形成石墨烯層20。基板12包括可撓式基板，且可作為金屬觸媒。基板12的材料包括可生長石墨烯之任意材料。在一實施例中，基板12例如是銅箔。形成石墨烯層20的方法包括氣相沈積法或機械剝離法。氣相沈積法例如是化學氣相沈積法(CVD)。在本揭露的一實施例中，利用化學氣相沈積法形成石墨烯層20的步驟包括升溫、退火(annealing)、生長石墨烯以及冷卻。舉例而言，以銅箔做為基板 12為例，在此實施例中，以銅箔做為金屬觸媒以生長均勻大面積單層石墨烯。在例如是真空壓力低於10^-2托(Torr)的反應環境下，即可開始進行生長步驟。第一階段為升溫，將溫度升至例如是1000℃，升溫速率取決於所使用的高溫爐規格。接著進行第二階段退火，退火會讓銅晶格空位移動並釋放內部殘留應力，透過原子重組達到減少晶格排列差排(dislocation)的現象，減少缺陷產生。前兩個階段都是為生長做準備，同時通入氣體，例如是氫氣，以帶走銅箔表面的有機物與氧化銅。第三階段為生長石墨烯，此時通入碳源，例如是甲烷，並將氫氣流量提高。在此階段氫氣扮演的角色為抑制石墨烯生長以及帶走銅箔表面多餘的碳原子，且氫氣的通入降低了碳原子密度，使石墨烯生長反應可以緩慢進行，減少碳原子排列缺陷的產生。在一實施例中，也可生長大面積的多層石墨烯層20。然後進行最後一個階段冷卻(cooling)步驟，由於銅原子再結晶的關係，降溫的過程中在晶格差排的地方因內部應力而產生晶界。而由於膨脹係數的不同，晶界附近的石墨烯會產生皺褶(wrinkle)，所以必須緩慢的降溫至例如是800℃。當溫度低於例如是900℃，接近石墨烯生長溫度的極限，此時停止通入甲烷，將氫氣流量調回初始微量。當溫度低於例如是100℃時可結束石墨烯生長，反應完成。在本揭露的另一實施例中，形成石墨烯層20的方法更包括對石墨烯層20進行摻雜處理。其中摻雜處理的方法例如是電漿法、熱處理法或溶液法。且摻雜處理的方法包括植入氮原子、氫原子、氧原子、氨原子或其組合。在一實 施例中，可對石墨烯層20進行氧電漿處理。如此一來可提升石墨烯層20的熱電功率(S² σ)，以使熱電優值(ZT)升高，進而增加熱電效能。應理解，本揭露之一種具有曲折構型之石墨烯薄膜100可包括經摻雜處理之石墨烯層20。換言之，以曲折構型運用於經摻雜處理之高熱電功率石墨烯上，可使熱電效能獲得進一步的提升。

請繼續參照圖3及圖4A，步驟404，於基板12上形成石墨烯層20後，在石墨烯層20上形成保護層50。保護層50的材料例如是聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl methacrylate，PMMA)。保護層50的形成方法例如是旋轉塗佈(spin coating)法。保護層50的厚度例如是10奈米至2釐米。在石墨烯層20塗佈聚甲基丙烯酸甲酯後，加熱使聚甲基丙烯酸甲酯固化，例如是在70℃下加熱5分鐘，以形成保護層50。

請參照圖3及圖4B，步驟406，對包含石墨烯層20以及保護層50的基板12進行至少一次或多數次曲折，形成多個連接部140以及多個板層122，其中板層122可包括2至400層。曲折的方法包括折疊法。多個連接部140的形狀可以是弧面、曲面、拋物面、尖角面或垂直面。多個連接部140可為相同或不相同的形狀。在一實施例中，連接部140可為相同或不同曲率的弧面。此外，各板層122的長度可相等或不相等，且各板層122彼此可互相平行或不平行。在又一實施例中，各板層122互相平行。在本揭露的另一實施例中，各板層122、各連接部140分別包括單層 碳原子或多數層碳原子之石墨烯。

請參照圖3及圖4C，步驟408，移除基板12與保護層50。移除基板12的方法包括濕式蝕刻法，所使用的蝕刻液可包含氯化鐵(FeCl₃)。在一實施例中，以基板12做為銅箔的示範例，溶液中除了包含氯化鐵的蝕刻液之外，由下列反應式可得知，氯化鐵蝕刻銅生成氯化亞銅(CuCl)，氯化亞銅再與氯化鐵作用還原成氯化銅(CuCl₂)。而氯化銅本身也可對銅箔進行蝕刻，故在進行氯化鐵蝕刻的過程中，同時進行兩種蝕刻反應，因此有明顯的蝕刻效果。

FeCl₃+Cu→FeCl₂+CuCl 式(1)

FeCl₃+CuCl→FeCl₂+CuCl₂ 式(2)

CuCl₂+Cu→2CuCl 式(3)

移除保護層50的方法包括將移除基板12後的保護層50以及石墨烯層20置於可溶解保護層50的溶劑中。在本揭露的一實施例中，且在以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)做為保護層50的示範例中，可將保護層50以及石墨烯層20置於丙酮中30至50分鐘，以移除保護層50。之後，再以異丙酮移除石墨烯層20表面沾附的丙酮，形成具有曲折構型之石墨烯層100a，如步驟410所示。

圖5是依照本揭露的一實施例的一種熱電裝置的示意圖。本揭露之具有曲折構型之石墨烯薄膜100可以應用於熱電裝置。請參照圖5，熱電裝置200包括下基板10、下電極14、具有曲折 構型之石墨烯薄膜100、上電極16以及上基板18。下基板10包括硬質基板或可撓式基板。硬質基板例如是玻璃基板、陶瓷基板、氮化鋁或碳化矽基板。可撓式基板例如是塑膠基板、聚醯亞胺基板或氧、氮化金屬薄膜軟性基板。下基板10可包括半導體材料、絕緣體材料或上述材料的組合。下電極14位於下基板10之上，下電極14之材料可包括導體材料，例如是銅、銀、石墨、石墨烯或氧化銦錫。形成下電極14的方法並無特別限定，可根據電極材料而適宜選擇。具體而言，形成下電極14的方法例如是塗抹印刷、低溫共燒或鍍膜。具有曲折構型之石墨烯薄膜100包括多數個板層22、至少一個第一連接部42以及至少一個第二連接部44。在一實例中，多數個板層22與下基板10的表面平行配置。多數個板層22、至少一個第一連接部42以及至少一個第二連接部44構成連續的石墨烯薄膜100。具有曲折構型之石墨烯薄膜100如圖1所示，於此不再贅述。上電極16位於具有曲折構型之石墨烯薄膜100上方，並可與具有曲折構型之石墨烯薄膜100接觸。為了圖面清楚起見，圖5中將上電極16繪示於具有曲折構型之石墨烯薄膜100上方，而未接觸。上基板18位於上電極16之上，其材料如同上述下基板10，於此不再贅述。

請參照圖5，具有曲折構型之石墨烯薄膜100的熱電裝置200，在操作時，電子可藉由各板層22中之碳原子傳遞，換言之，其電子傳遞的方向為平行平面(in plane)的方向，即平行板層22的方向。而熱電裝置200之熱傳導方向為縱平面(cross plane)方 向，即各板層22的正交方向。由於電子傳遞方向為平行平面的方向，故可維持石墨烯材料原有之導電率σ。然而，由於在縱平面方向上，板層22之間的碳原子鍵結弱，而且曲折構型可使得石墨烯薄膜100的熱傳導係數κ值下降。換言之，在降低熱傳導係數κ值的同時，熱電裝置200之導電率σ並不會隨之降低。即本揭露之具有曲折構型之石墨烯薄膜100的熱電裝置200可同時具備高導電率以及低熱傳導係數的特性，為一種高效能薄膜式的熱電裝置。

在本揭露的另一實施例中，由於石墨烯材料本身具有高透光性，因此上述同時具備高導電率以及低熱傳導係數的特性之熱電裝置200，可應用於玻璃上，在不妨礙照明的情況下，可藉由玻璃冷熱端的溫度差，進行熱電轉換發電回收。而再一實施例中，當通入電流至上述熱電裝置200時，可藉由熱電裝置200致冷致熱的效應以解決玻璃霧氣。此外，於本揭露的又一實施例中，可形成輕薄之具有曲折構型之石墨烯薄膜100的熱電裝置200，並貼附於例如是熱源裝置或散熱裝置上，以進行熱能回收發電或散熱。又或者，可將上述同時具備高導電率以及低熱傳導係數的曲折構型之石墨烯應用在相關領域之電子裝置。

利用數值模擬的方式，可計算本揭露之曲折構型之石墨烯薄膜的熱傳導係數κ值。熱傳導係數計算主要是藉由非平衡分子動力學(non-equilibrium molecular Dynamics,NEMD)方法。非平衡分子動力學方法的原理為抽取冷區能量並等量轉移到熱區 上，由於溫度差的形成進而產生熱通量(heat flux)，且此方法遵守能量守恆定律與動量守恆。最後可得到穩定狀態(steady state)，在此狀態下可計算熱通量、溫度梯度以及熱傳導係數κ值。本模擬計算規劃曲折構型之石墨烯薄膜在不同長度下對熱傳導率的影響。

例1

例1可參考圖1之示意圖來定義石墨烯薄膜100之板層22的長度L、寬度W分別為正向面積的長度與寬度。本例中固定板層22的寬度W為67.85埃，板層22的層數為16層，板層22的層與層之間的間距d約為3.37埃，包括各板層22以及各間距d之總高度約為54.61埃，改變正向面積長度(板層22的長度L)，利用數值模擬的方式，計算曲折構型之石墨烯薄膜的熱傳導係數κ值。熱傳導方向為板層22的正交方向，即熱通量方向為垂直板層22的方向。模擬的結果如表1所示。之後依據比例定律(Scaling law)推算出巨觀尺寸長度之熱傳導係數數值，如表2所示。

例2

依照例1的參數，但改變板層22的層數為無窮層，模擬計算曲折構型之石墨烯的正向面積長度在無限大時熱傳導係數。

請參照表1，例1的結果顯示熱傳導係數隨著正向面積長度的增加而增加(尺寸效應)。請參照表2，依據比例定律(Scaling law)推算出例1之16層之曲折構型之石墨烯薄膜的正向面積長度在無限大時熱傳導係數約為14.49 W/m.K。例2無窮層曲折構型之石墨烯的正向面積長度在無限大時熱傳導係數約為72.42 W/m.K。

已知習知的單層大面積石墨烯之熱傳導係數約介於2000至5000 W/m.K之間，相較之下本揭露之曲折構型之石墨烯的熱傳導係數(14.49 W/m.K、72.42 W/m.K)小於習知單層石墨烯2個級數(order)，例如是約為習知單層石墨烯的1/156至1/31倍，大幅降低熱傳導係數。經由上述的結果可得知曲折構型之石墨烯可有效降低熱傳導係數κ值。

以下主要針對單層無曲折以及三層之具有曲折構型之石墨烯薄膜進行電阻值的量測，本實驗以四點量測方式獲得片電阻。對於塊材電阻率的量測定義為： 其中A為輸入電流端的截面積，D為量測電壓兩點距離，V為電壓，I為電流。而因石墨烯材料幾乎為二維結構，所以A只表示為輸入電流端的長度。

例3

製作具有曲折構型之石墨烯薄膜樣品，具有三層板層22之曲折構型之石墨烯薄膜，如圖6A所示，寬度W為11.1釐米。為了量測方便，上下板層較長，板層22的長度L分別為10.9、8.14釐米，而中間板層22的長度L為5.9釐米。

請參照圖6A，此實施例為四端電極，其中1、2為長條狀電極，而3、4為點狀電極。路徑經曲折之點狀電極4以及點狀電極3之間的距離(D1)為14.1釐米；而長條狀電極1或長條狀電極2的條狀長度(A1)為11.1釐米。在長條狀電極1與長條狀電極2兩端提供電流，量測點狀電極4與點狀電極3兩點的電壓。其線性電流-電壓(I-V)曲線如圖7A所示。由線性電流-電壓曲線斜率可獲得電阻值約為1943歐姆。將點狀電極4、點狀電極3兩點之間經曲折的距離(D1)與電流端長度(A1)比為1.27：1代入式(4)，可獲得具有曲折構型之石墨烯薄膜的片電阻值約為1533歐姆。

比較例1

製作長度為13.20釐米，寬度為7.9釐米之單層無曲折之石墨烯薄膜樣品。在點狀電極3至點狀電極4的距離(D2)、電流端長度(A2)比為0.39：1的情況下，提供長條狀電極1、長條狀 電極2兩端電流，測量點狀電極4、點狀電極3兩點的電壓。其線性電流-電壓(I-V)曲線如圖7B所示。由線性電流-電壓曲線斜率可獲得電阻值約為576歐姆。將所得之電阻值依照上述式(4)可推導出單層無曲折之石墨烯薄膜之片電阻值約為1468歐姆。

由例3與比較例1的結果顯示，具有曲折構型之石墨烯薄膜的電阻值約為1533歐姆；而單層無曲折之石墨烯薄膜的電阻值約為1468歐姆，兩者相近。由此結果可得知石墨烯薄膜經曲折後可維持原有之導電率，即具有曲折構型之石墨烯薄膜可維持其原有之高導電率的特性。

綜上所述，本揭露提供一種連續且具有曲折構型之石墨烯薄膜。利用曲折構型之石墨烯薄膜在縱方向進行熱傳導的特性，經數值模擬和實驗結果得知可大幅降低其熱傳導係數，且不改變其平行平面方向導電的特性，因此可維持石墨烯薄膜原有之高導電率。此結構可應用在熱電裝置上，用以製作一種同時具備高導電率以及低熱傳導係數的特性的熱電裝置。同時，上述具有曲折構型之石墨烯薄膜更可藉由摻雜處理的方法進一步提升熱電功率因子，以獲得高效能薄膜式熱電裝置。

雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

22‧‧‧板層

24‧‧‧第N層板層

26‧‧‧第N-1層板層

28‧‧‧第N+1層板層

32‧‧‧第一邊

34‧‧‧第二邊

42‧‧‧第一連接部

44‧‧‧第二連接部

100‧‧‧石墨烯薄膜

B‧‧‧區

d‧‧‧間距

L‧‧‧長度

W‧‧‧寬度

Claims (20)

1. 一種具有曲折構型之石墨烯薄膜，包括：多數個板層，任意相鄰的兩個該板層以相隔一間距配置，其中該間距為0.3奈米至10奈米，每一板層具有一第一邊與一第二邊，且該第一邊與該第二邊相對應；以及至少一個第一連接部與至少一個第二連接部，交替配置於該些板層的兩側，其中第N層板層的該第一邊與第N-1層板層的該第一邊以該至少一個第一連接部之一連接，且該第N層板層的該第二邊與第N+1層板層的該第二邊以該至少一個第二連接部之一連接，其中該第N層為該些板層中的任一層，其中該些板層、該至少一個第一連接部以及該至少一個第二連接部構成一連續石墨烯薄膜。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具有曲折構型之石墨烯薄膜，其中每一板層、每一第一連接部以及每一第二連接部分別包括單層碳原子或多數層碳原子之石墨烯。
3. 如申請專利範圍第2項所述的具有曲折構型之石墨烯薄膜，其中該每一層碳原子的厚度範圍介於0.1埃至3奈米之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述的具有曲折構型之石墨烯薄膜，其中該些板層包括2至400層。
5. 如申請專利範圍第1項所述的具有曲折構型之石墨烯薄膜，其中該些板層互相平行。
6. 如申請專利範圍第1項所述的具有曲折構型之石墨烯薄膜，其中該至少一個第一連接部與該至少一個第二連接部分別為弧面、曲面、拋物面、尖角面或垂直面。
7. 一種熱電裝置，包括：一下基板；一下電極，位於該下基板之上；一具有曲折構型之石墨烯薄膜，位於該下電極之上，該具有曲折構型之石墨烯薄膜包括：多數個板層，任意相鄰的兩個板層相隔一間距，其中該間距為0.3奈米至10奈米，每一板層具有一第一邊與一第二邊，且該第一邊與該第二邊相對應，其中該些板層與該下基板的表面平行配置；以及至少一個第一連接部與至少一個第二連接部，交替配置於該些板層的兩側，其中第N層板層的該第一邊與第N-1層板層的該第一邊以該至少一個第一連接部之一連接，且該第N層板層的該第二邊與第N+1層板層的該第二邊以該至少一個第二連接部之一連接，其中該第N層為該些板層中的任一層，其中該些板層、該至少一個第一連接部以及該至少一個第二連接部構成一連續石墨烯薄膜；一上電極，位於該具有曲折構型之石墨烯薄膜上；以及一上基板，位於該上電極之上。
8. 如申請專利範圍第7項所述的熱電裝置，其中該些板層的正交方向為熱傳導方向。
9. 如申請專利範圍第7項所述的熱電裝置，其中每一板層、每一第一連接部以及每一第二連接部分別包括單層碳原子或多數層碳原子之石墨烯。
10. 如申請專利範圍第9項所述的熱電裝置，其中該每一層碳原子的厚度範圍介於0.1埃至3奈米之間。
11. 如申請專利範圍第7項所述的熱電裝置，其中該些板層包括2至400層。
12. 如申請專利範圍第7項所述的熱電裝置，其中該些板層互相平行。
13. 如申請專利範圍第7項所述的熱電裝置，其中該至少一個第一連接部與該至少一個第二連接部分別為弧面、曲面、拋物面、尖角面或垂直面。
14. 一種具有曲折構型之石墨烯薄膜的製造方法，包括：提供一基板；在該基板上形成石墨烯層；在該石墨烯層上形成一保護層；對該基板進行多數次曲折，形成多數個連接部以及多數個板層；以及移除該基板與該保護層，形成一具有曲折構型之石墨烯層。
15. 如申請專利範圍第14項所述的具有曲折構型之石墨烯薄 膜的製造方法，其中形成該石墨烯層之方法包括氣相沉積法或機械剝離法。
16. 如申請專利範圍第14項所述的具有曲折構型之石墨烯薄膜的製造方法，其中形成該石墨烯層之方法更包括對該石墨烯層進行摻雜處理。
17. 如申請專利範圍第16項所述的具有曲折構型之石墨烯薄膜的製造方法，其中該摻雜處理之方法包括電漿法、熱處理法或溶液法。
18. 如申請專利範圍第16項所述的具有曲折構型之石墨烯薄膜的製造方法，其中該摻雜處理之方法包括植入氮原子、氫原子、氧原子、氨原子或其組合。
19. 如申請專利範圍第14項所述的具有曲折構型之石墨烯薄膜的製造方法，其中該每一板層、該每一連接部分別包括單層碳原子或多數層碳原子之石墨烯。
20. 如申請專利範圍第14項所述的具有曲折構型之石墨烯薄膜的製造方法，其中該些板層包括2至400層。