摘要：石墨烯是一种只有一个原子层厚度的新型二维纳米碳材料,从发现石墨烯以来,其表现出很多新奇的光学、电学特性,成为科研人员研究的热点。石墨烯在不同尺寸下表现出不同的光电特性,其物性认识、宏量制备方法以及应用方面的研究都有待深入。本文以石墨为原材料,利用化学法制备为基础,得到不同尺寸的氧化石墨烯,用两种方法将其还原,将还原后的石墨烯与细胞标记、X射线探测以及太阳能光伏器件结合起来展开研究,主要内容包括如下几个方面：(1)采用不同尺寸的石墨,运用化学氧化剥离法,研究了氧化石墨烯的制备工艺和两种还原方法。讨论了氧化石墨还原前后的材料结构和形貌,对两种还原方法进行改进,得到了石墨烯量子点和有机化石墨烯。通过FT-IR、TG-DSC、XRD、 SEM、TEM吸收光谱、电子显微镜、光学显微镜等表征方法对样品进行测量,获得了常温下稳定的石墨烯衍生物。(2)采用石墨烯量子点作为细胞标记材料和X射线探测材料,研究了石墨烯量子点的发光特性。讨论了石墨烯量子点的毒性及其尺寸对于细胞标记的影响。探讨了固态化后石墨烯量子点在X射线探测上的应用。在此基础上,将细胞标记与X射线治疗细胞结合起来共同研究。(3)采用有机化石墨烯作为太阳能电池活性层的受体材料,研究了有机化石墨烯/聚合物以及有机化石墨烯/共混聚合物太阳能电池的光电特性。讨论了有机化石墨烯作为受体材料的太阳能电池的活性层吸光特性、退火温度及时间对器件互穿网络结构和太阳能电池转化效率的影响。