[发明专利]一种三维石墨烯薄膜电极结构

说明书

本发明涉及薄膜电极领域，特别是一种三维石墨烯薄膜电极结构。针对现有薄膜电极和相邻物质的接触面受限于薄膜电极平面面积，造成使用薄膜电极的电子器件性能难以大幅提升的技术缺陷，本发明提供一种三维石墨烯薄膜电极结构，包括基板和设于其上的导电薄膜，所述基板和导电薄膜之间设有可改变形状的变形薄膜层，所述变形薄膜层两面分别紧贴基板和导电薄膜，导电薄膜为石墨烯薄膜且可随一面贴合的变形薄膜层变形而改变形状。本发明通过变形薄膜层的形状改变使得与其贴合的导电薄膜也发生同样的形状变化，使薄膜电极的接触面积摆脱原有薄膜电极平面面积的限制，大幅提升薄膜电极的接触面积，为使用薄膜电极的电子器件性能提升创造条件。

技术领域

本发明涉及薄膜电极领域，特别是常用于电池、超级电容、太阳能电池、OLED、柔性电子、透明电子等器件中的一种三维石墨烯薄膜电极结构。

背景技术

薄膜电极在电池、超级电容、太阳能电池、OLED、柔性电子、透明电子等器件中是不可缺少的重要组成部分，其中薄膜电极与相邻物质的有效接触面积对相关器件的性能具有重要影响，现有薄膜电极和相邻物质的接触面受限于薄膜电极的平面面积，薄膜电极和相邻物质之间的有效接触面积最多为薄膜电极的平面面积，造成器件性能难以大幅提升。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有薄膜电极和相邻物质的接触面受限于薄膜电极平面面积，造成使用薄膜电极的电子器件性能难以大幅提升的技术缺陷，提供一种三维石墨烯薄膜电极结构，所述薄膜电极的接触面积摆脱薄膜电极平面面积而大幅提升，进而为使用薄膜电极的电子器件性能提升创造条件。

本发明解决技术问题采用的技术方案：一种三维石墨烯薄膜电极结构，包括基板和设于其上的导电薄膜，其特征是所述基板和导电薄膜之间设有可改变形状的变形薄膜层，所述变形薄膜层两面分别紧贴基板和导电薄膜，所述导电薄膜为石墨烯薄膜，并且可随一面贴合的变形薄膜层变形而改变形状。本发明通过在基板和导电薄膜设置可变形的变形薄膜层，然后通过变形薄膜层的形状改变使得与其贴合的导电薄膜也发生同样的形状变化，进而改变导电薄膜背向变形薄膜层一面的表面积，所述表面积即为薄膜电极和相邻物质的接触面积，使薄膜电极的接触面积摆脱原有薄膜电极平面面积的限制，实现薄膜电极的接触面积大于其平面面积，其中接触面积的提升取决于变形薄膜层的变形形状，最终为使用薄膜电极的电子器件性能提升创造有利条件；石墨烯薄膜具有优异的力学强度和韧性，可随变形薄膜层的形状改变舒展变形，在随变形薄膜层的变形过程中受到的损伤很小甚至可忽略不计，因此变形后只会降低石墨烯薄膜的厚度而不会损坏。变形薄膜层的形状改变可以通过环境温度变化或其它能使其改变形状的现有技术方法实现，具体的形状变化可以是高低起伏或者凹凸变化或者两者结合或者其它一切能增大薄膜电极接触面积的形状变化；变形薄膜层的形状变化可以是提前单独制作完成；同时变形薄膜层可以是任何一种能够满足变形需要的现有材料制作而成。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：所述石墨烯薄膜为石墨烯或者石墨烯片组成的网状结构薄膜。石墨烯薄膜采用石墨烯或者石墨烯片组成的网状结构薄膜，这些薄膜都具备优异的力学强度和韧性以满足变形需求。此外，石墨烯薄膜包括任何基于石墨烯薄膜的薄膜，包括加工（如掺杂，化学处理，复合等）过的石墨烯形成的薄膜，以及对石墨烯薄膜进行加工（如掺杂，化学处理，复合等）后形成的薄膜。

所述变形薄膜层的形状变化为其所在平面上一个维度或两个维度的变形。变形薄膜层的形状变化是平面上一个维度或两个维度的变化，如沿长度或宽度方向的高低起伏或其它形状变化，或者两个方向高低起伏或其它形状变化的结合。

所述变形薄膜层为导电材料制成。变形薄膜层可以根据使用需要用导电材料或非导电材料制成。

所述基板为导电材料制成。基板可以根据使用需要用导电材料或非导电材料制成。