石墨烯二维原子晶体具有独特的结构，良好的电学、热学、光学和机械性能，引发了广泛的研究热潮。原子级厚度、极高的载流子迁移率和光透过率使石墨烯在太阳能电池、发光二极管等光电领域具有广泛的应用前景。其中，石墨烯/硅肖特基结太阳能电池，因其避免了传统晶硅太阳能电池复杂的p-n结制备工艺，成为近年来的研究热点。高质量的石墨烯材料，高效石墨烯掺杂以及良好的石墨烯/硅界面是获得高效率石墨烯/硅肖特基结太阳能电池的关键。本文以制备高效石墨烯/硅肖特基结太阳能电池为目标开展研究，利用化学气相沉积(CVD)技术制备了高质量的石墨烯透明导电薄膜和石墨烯-金纳米颗粒复合材料;通过金纳米颗粒p型掺杂改善了石墨烯/硅肖特基结太阳能电池的性能;研究了在石墨烯/硅的界面引入六方氮化硼(h-BN)界面层对石墨烯/硅太阳能电池的影响。论文取得的主要研究成果如下:　　1)利用CVD技术制备了高质量的石墨烯材料，并采用固态碳源通过一步法制备了石墨烯-金纳米颗粒复合材料。在该方法中，我们采用负载金盐的聚苯乙烯-聚乙烯基吡啶(PS-PVP)胶束作为生长石墨烯-金纳米颗粒复合材料的前驱体，在胶束聚合物高温分解生成石墨烯的同时，胶束负载的金盐在氢气氛中被还原为金纳米颗粒。各种表征结果表明，由于金纳米颗粒对石墨烯的p型掺杂作用，不仅增加了石墨烯的功函数，也提高了样品的导电性，此外，复合材料还表现出金纳米颗粒的表面等离激元共振特性。因此，石墨烯-金纳米颗粒复合薄膜的制备对提高石墨烯光电器件的性能具有极大的潜力。　　2)本征石墨烯较低的功函数和导电性，使得基于本征石墨烯的石墨烯/硅太阳能电池效率普遍较低。为此我们制备了金纳米颗粒修饰的石墨烯/硅肖特基结太阳能电池，由于金纳米颗粒对石墨烯的p型掺杂作用增加了石墨烯的功函数，导致石墨烯/硅肖特基结势垒高度提高，进而增大了电池的开路电压;此外，金纳米颗粒修饰也提高了石墨烯的导电性并减小了电池串联电阻。利用本征石墨烯制备的肖特基结电池效率为3.93％，通过优化金纳米颗粒的初始厚度，石墨烯/硅太阳能电池的效率提高到7.34％，且这些电池表现出很好的稳定性。在此基础上，我们利用金纳米颗粒和硝酸共掺杂，进一步增加了石墨烯功函数并降低其电阻率。共掺杂后石墨烯/硅太阳能电池最高效率可达10.20％。　　3)为了抑制石墨烯/硅肖特基结电池“寄生”电流并进一步提高石墨烯的电学性质，我们在石墨烯/硅界面引入h-BN二维原子晶体界面层，制备了石墨烯/h-BN/硅异质结构MIS结太阳能电池。结果表明h-BN不仅可以钝化石墨烯/硅的界面态，而且其势垒对多数载流子具有阻挡作用。因此，引入h-BN界面层可以显著降低电池的“寄生”电流，使电池的开路电压明显提高。此外，由于h-BN衬底还原了石墨烯较好电学性质，电池的短路电流密度也有所提高。我们还研究了转移方式对电池性能的影响，发现两步湿法转移石墨烯和h-BN在其界面引入的污染导致电池的填充因子下降，而一步转移直接生长的石墨烯/h-BN异质结则可以克服这一问题。通过引入h-BN界面层以及金纳米颗粒/硝酸共掺杂，石墨烯/h-BN/硅异质结构太阳能电池的效率可以达到10.61％，这一结果显示了石墨烯/h-BN/硅MIS结太阳能电池的巨大潜力。