石墨烯量子点(Graphene Quantum Dots,GQDs)是一种零维的碳纳米材料。其除了具有石墨烯的较大的比表面积、高的载流子迁移率、优异的机械灵活性、良好的热稳定性和化学稳定性以及对环境友好等特点外,还具有独特的荧光性和光电传输性能。GQDs独特的性能使其在生物成像、光电器件、光催化、生物传感、燃料电池、重金属离子检测等领域表现出良好的应用前景。本文主要使用煤粉为原料采用酸氧法制备石墨烯量子点。傅里叶红外光谱分析和X射线光电子能谱分析结果表明使用不同来源的煤为原料经过酸氧法制备的石墨烯量子点含有的官能团是一样的,具体是C-O,C-H,C=O,COOH和O-H键;对1号石墨烯量子点进行透射电子显微镜和原子力显微镜表征,结果表明使用美国无烟煤制备的石墨烯量子点尺寸主要集中分布在2~5 nm,厚度在0.5~1.5 nm之间,说明石墨烯量子点是圆盘状结构;且由高分辨知道石墨烯量子点具有很好的晶格条纹,晶格间距d=0.217 nm;光学性能的表征表示GQDs具有激发波长的依赖特性。本文利用静电纺丝技术制备石墨烯量子点/聚乙烯醇纳米纤维薄膜。得到的纤维薄膜经扫描电子显微镜分析我们可知纳米纤维的尺寸在100~600 nm之间;荧光光谱分析结果表明在380 nm激发波长的激发下,石墨烯量子点/聚乙烯醇纳米纤维薄膜具有光致发光效应,且石墨烯量子点含量为1%的时候光致发光的强度最大。本文将石墨烯量子点应用于正置结构的聚合物太阳能电池结构中。实验结果表明石墨烯量子点的加入改善了聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)薄膜的电导率;一定浓度的石墨烯量子点(2~6 mg/ml)的加入提高了器件的电流密度和能量转换效率,随着浓度的增大(8~10 mg/ml)器件的能量转换效率反而低于纯的PEDOT:PSS作为空穴传输层的能量转换效率。