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韩国开发出用石墨烯代替ITO的有机EL元件，性能也优于ITO

http://cn.newmaker.com 1/17/2012 11:55:00 AM 日经BP社

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展厅 15	半导体材料展厅硅, 硒粉, 碲, 镓, ...

韩国浦项科技大学（Pohang University of Science and Technology，POSTECH）、成均馆大学（Sungkyunkwan University）和首尔大学（Seoul National University）三所大学的研究人员，在透明电极采用碳的单原子层石墨烯的柔性有机EL元件上，实现了优于采用原透明电极ITO时的发光效率和电流效率（在学术杂志《Nature Photonics》上刊登的论文）。作为ITO的替代材料，利用石墨烯的可能性得到提高。

韩国浦项科技大学等大学的研究人员制作了多种采用石墨烯作为透明电极的柔性有机EL元件、包括采用绿色萤光发光材料的元件以及采用绿色磷光发光材料的元件等。这些元件的发光效率和电流效率方面，绿色萤光发光元件最大分别为37.2lm/W和30.2cd/A，绿色磷光发光元件最大分别为102.7lm/W和98.1cd/A。

而透明电极采用ITO的有机EL元件的发光效率和电流效率方面，绿色萤光发光元件最大分别为24.1lm/W和18.4cd/A，绿色磷光发光元件最大分别为85.6lm/W和81.8cd/A。透明电极采用石墨烯的元件在发光效率和电流效率方面均高于采用ITO时。

此次的有机EL元件是在PET基板上制作的。石墨烯透明电极由成均馆大学和韩国三星集团共同开发，采用在铜箔上用CVD法形成石墨烯薄膜，然后将其转印到PET基板上的方法制作。

不过，此前采用石墨烯作为代替ITO的透明电极使用时有一个重要课题，即薄膜电阻过高，在300Ω/□以上，而且工作函数只有4.4eV。ITO的薄膜电阻只有约4.7Ω/□以下。薄膜电阻过高会导致发光效率和电流效率降低。而如果透明电极的工作函数较小，会在与有机EL空穴传输层等的界面上形成高能障，也会导致发光效率和电流效率降低。

通过添加硝酸降低薄膜电阻值

韩国浦项科技大学等的研究人员此次通过在四层的石墨烯薄膜上添加硝酸（HNO3）的方法，将薄膜电阻值大幅降至30Ω/□。另外，在透明电极和空穴传输层之间设置了可控制工作函数的树脂材料层（空穴注入层），通过减缓工作函数的梯度使空穴轻松流动。从而制出了优于ITO的高效率有机EL元件。（记者：野泽哲生，《日经电子》）

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