我国首条全自动量产石墨烯有机太阳能电池生产线面世

1关于石墨烯材料的调研报告目录调研提纲 (1)报告正文 (3)一、石墨烯简介 (3)二、石墨烯的性质 (3)三、石墨烯的制备方法 (4)四、石墨烯的应用 (5)五、石墨烯在锂电池中的应用 (7)六、石墨烯产业的国际现状 (8)七、我国石墨烯发展所存在的问题 (8)八、推进我国石墨烯产业健康发展的对策建议 (10)调研材料 (11)1调研提纲从2010年10月初两位英国科学家因为发现石墨烯而获得诺贝尔物理学奖后，石墨烯在我国成为热点词汇，各地科研院所争相研究，企业争相投资，连地方政府也考虑将其产业化。

石墨烯成为争取国家资金支持最热的项目，似乎石墨烯时代已经到来，世界将由石墨烯应用而发生重大改变。

本文在全面分析石墨烯全球技术和产业进展的同时，对到底如何正确认识石墨烯，石墨烯行业的整体轮廓如何，石墨烯产业化的道路到底还有多远，并提出了发展我国石墨烯技术和产业的切实建议。

2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。

他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。

不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。

这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷。

2009年，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应，他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。

在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。

所以，它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。

虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，但是单层石墨烯能够在实验中被制备出来。

新型石墨烯量子点及其在有机太阳能电池中的应用张淑瑶; 张哲泠; 黄有欢; 胡勇; 张坚【期刊名称】《《桂林电子科技大学学报》》【年(卷),期】2019(039)004【总页数】8页(P337-344)【关键词】石墨烯量子点; 支化的聚乙烯亚胺; 功函数; 有机太阳能电池; 阴极界面层【作者】张淑瑶; 张哲泠; 黄有欢; 胡勇; 张坚【作者单位】桂林电子科技大学材料科学与工程学院广西桂林 541004; 桂林电子科技大学广西信息材料重点实验室广西桂林 541004【正文语种】中文【中图分类】TM914.4太阳能在未来的能源市场上显示出巨大的潜力，因为它本质上是能够无限供应的、可再生的清洁能源。

近20年来，有机太阳能电池获得了研究者的广泛关注。

有机太阳能电池有诸多潜在的优点，如制作工艺简单，质量轻和可卷对卷制备大面积的柔性器件等[1]。

但是目前有机太阳能电池的能量转换效率较低是制约其应用的重要因素之一[2]。

有机太阳能电池的能量转换效率与器件结构、光伏材料，活性层形貌以及活性层与电极之间的界面接触等有很大的关系[3]。

合适的界面层可以与活性层形成欧姆接触，实现高效的光生电荷提取，阻止电荷在界面处复合。

界面材料主要分为阴极界面材料和阳极界面材料，此类材料功函数通常要与相应的电极的功函数匹配[4]，从而有助于提升界面处的载流子传输能力。

近年来阴极界面材料得到了快速发展，该类材料通常需要具备较低的功函数，典型的阴极界面材料有金属Ca[5]、Ba[6]，无机盐LiF[7]、CsCO3[8]，无机半导体氧化金属TiO2[9]、ZnO[10]，以及有机小分子或聚合物等[11]。

近年来，碳材料作为一种新型材料在有机太阳能电池的阴/阳极界面得到了广泛的运用[12]。

GQDs是一种尺寸小于10 nm的碳材料，不仅具备了石墨烯的优异特点，还可以被修饰改性为合适的界面材料。

例如，用羧酸盐在GQDs边缘进行修饰，可以得到合适的具有高功函的材料(ECGQDs)[13]；用四甲基铵或Cs离子修饰GQDs，可以降低其功函作为阴极界面材料[14]。

石墨烯的研究与应用综述一、石墨烯的结构与特性石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是最薄的二维材料，单层的厚度仅0.335nm。

石墨烯可塑性极大，是构建其他维数碳材料的基本单元，可以包裹成零维的富勒烯结构，卷曲成一维的碳纳米管，以及堆垛成三维的石墨等。

石墨烯的理论研究已有60多年的历史，但直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，利用胶带剥离高定向石墨的方法获得真正能够独立存在的二维石墨烯晶体，二人因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯具有一些奇特的物理特性：导电性极强：石墨烯中的电子没有质量，电子的运动速度能够达到光速的1/300，是世界上电阻率最小的材料。

良好的导热性：石墨烯的导热性能优于碳纳米管和金刚石，单层石墨烯的导热系数可达5300瓦/米水度，远高于金属中导热系数高的银、铜等。

极好的透光性：石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，并使所有光谱的光均匀地通过。

超高强度：石墨烯被证明是当代最牢固的材料，硬度比莫氏硬度10级的金刚石还高，却又拥有很好的韧性，可以弯曲。

超大比表面积：石墨烯拥有超大的比表面积(单位质量物料所具有的总面积)，这使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。

石墨烯特殊的结构形态，具备目前世界上最硬、最薄的特征，同时具有很强的韧性、导电性和导热性，这些极端特性使其拥有巨大发展空间，应用于电子、航天、光学、储能、生物医药、日常生活等大量领域。

二、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法主要有机械法和化学法2种。

机械法包括微机械分离法、取向附生法和加热碳化硅法；化学法包括外延生长法、化学气相沉积法与氧化石墨还原法。

微机械分离法是直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来，可获得高品质石墨烯，且成本低，但缺点是石墨烯薄片尺寸不易控制，不适合量产；取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，石墨烯性能令人满意，但往往厚度不均匀；加热碳化硅法能可控地制备出单层或多层石墨烯，是一种新颖、对实现石墨烯的实际应用非常重要的制备方法，但制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。

第二章石墨烯应用领域石墨烯因其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能和高比表面积，近年来受到化学、物理、材料、能源、环境等领域的极大重视，应用前景广阔，被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。

具体在五个应用领域：一是储能领域。

石墨烯可用于制造超级电容器、超级锂电池等。

二是光电器件领域。

石墨烯可用于制造太阳能电池、晶体管、电脑芯片、触摸屏、电子纸等。

三是材料领域。

石墨烯可作为新的添加剂，用于制造新型涂料以及制作防静电材料。

四是生物医药领域。

石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性，可用于药物载体、生物诊断、荧光成像、生物监测等。

五是散热领域。

石墨烯散热薄膜可广泛应用于超薄大功耗电子产品，比如当前全球热销的智能手机、IPAD 电脑、半导体照明和液晶电视等。

中国科学院预计，到2024年前后，石墨烯器件有望替代互补金属氧化物半导体（CMOS）器件，在纳米电子器件、光电化学电池、超轻型飞机材料等研究领域得到应用。

目前，全球范围内仅电子行业每年需消耗大约2500吨半导体晶硅，纯石墨烯的市场价格约为人民币1000元/g ，其若能替代晶硅市场份额的10%，就可以获得5000亿元以上的经济利益；全球每年对负极材料的需求量在2.5万吨以上，并保持了20%以上的增长，石墨烯若能作为负极材料获得锂离子电池市场份额的10%，就可以获得2500吨的市场规模。

可见，石墨烯具有广阔的应用空间和巨大的经济效益。

正是在这一背景下，目前国内外对石墨烯技术的应用研究如火如荼，具体应用如下：2.1 石墨烯锂离子电池锂离子电池具有容量大、循环寿命长、无记忆性等优点，目前已成为全球消费类电子产品的首选电池以及新能源汽车的主流电池。

高能量密度、快速充电是锂电池产品发展的必然趋势，在正极材料中添加导电剂是一种有效改善锂电性能的途径，可大大增加正负极的导电性能、提高电池体积能量密度、降低电阻，增加锂离子脱嵌及嵌入速度，显著提升电池的倍率充放电等性能，提高电动车的快充性能。

石墨烯及上市公司简介(2010-05-07 16:09:09)石墨烯材料是一种优良的改性剂，在新能源领域如超级电容器，锂离子电池方面，由于其高传导性，高比表面积，可适用于作为电极材料助剂。

石墨烯是目前发现的强度最高的材料，可以设计、制备高性能复合材料，还将赋予复合材料优良的导电、抗静电性能等，其应用范围广阔。

石墨烯市场售价大约每克5000元，是黄金的十多倍。

另外，美最权威媒体华盛顿邮报称：美联邦插手石墨烯，拨款45亿美元并划拨专属地区硅谷，由美国防部督导，当地再补贴13亿美元共同推进石墨烯应用研究。

这是自冷战军备竞赛后，美联邦罕见插手行业科技研究推广，其意在于打造后硅谷时代，保持美绝对领先优势。

有意思的是为什么选择石墨烯？为什么美联邦插手？诺奖得主建议俄罗斯投资石墨烯。

大国科技的较力的新战场就是石墨烯。

石墨烯被证实是世界上已经发现的最薄、最坚硬的物质。

美国哥伦比亚大学两名华裔科学家最近发现，铅笔石墨中一种叫做石墨烯的二维碳原子晶体，竟然比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。

其厚度只有0.335纳米，把20万片薄膜叠加到一起，也只有一根头发丝那么厚。

单层石墨烯几乎透明，其分子排列紧密，即使原子尺寸最小的氦也不能通过。

美国机械工程师杰弗雷·基萨教授用一种形象的方法解释了石墨烯的强度：如果将一张和食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片覆盖在一只杯子上，然后试图用一支铅笔戳穿它，那么需要一头大象站在铅笔上，才能戳穿只有保鲜膜厚度的石墨烯薄层。

石墨是一类层状的材料，它是由一层又一层的二维平面碳原子网络有序堆叠而形成的。

由于层间的作用力较弱，因此石墨层间很容易互相剥离，形成薄的石墨片，这也正是铅笔能在纸上留下痕迹的原因。

这样的剥离存在一个最小的极限，那就是单层的剥离，即形成厚度只有一个碳原子的单层石墨，这就是石墨烯。

◆石墨烯应用前景1、“太空电梯”缆线：据科学家称，地球上很容易找到石墨原料，而石墨烯堪称是人类已知的强度最高的物质，它将拥有众多令人神往的发展前景。

十大石墨烯公司排行十大石墨烯公司排行，石墨烯产业化还处在发展初期，有待进一步突破。

要实现产业化规模生产，实现石墨烯的价值，还需要进一步规范石墨烯标准，解决石墨烯制备技术、石墨烯转移技术、以及下游产业化应用等多方面存在的问题。

下面就由南京先丰纳米简单的介绍十大石墨烯公司排行。

1、南京先丰纳米材料科技有限公司南京先丰纳米材料科技有限公司是石墨烯行业很好的销售企业，南京先丰纳米材料科技有限公司现主要代理销售石墨烯、国产石墨烯、氧化石墨烯、氧化石墨、碳纳米管、富勒烯、介孔分子筛、微孔分子筛、活性炭、传统纳米材料。

2、常州第六元素材料科技股份有限公司常州第六元素材料科技股份有限公司是专业从事石墨烯及其他新型碳材料的研究、开发、生产、销售的高科技企业。

2013年实现了国内大规模宏量制备、全自动控制的粉体石墨烯生产线。

3、重庆墨希科技有限公司2013年2月26日, 上海南江(集团)有限公司与中科院重庆绿色智能技术研究院在重庆签订了大面积单层石墨烯产业化制备技术合作协议。

未来将以重庆墨希科技有限公司作为平台，推进大面积单层石墨烯的产业化应用和开发。

4、鸿纳(东莞)新材料科技有限公司鸿纳(东莞)新材料科技有限公司成立于2012年5月，是一家致力于石墨烯及其复合材料的研发及生产的高新技术企业。

鸿纳为客户提供多领域少层石墨稀的应用解决方案和专业技术支持。

鸿纳产品服务于新能源、电子、交通运输、环保等领域。

5、济南墨希新材料科技有限公司济南墨希新材料科技有限公司，注册资金1500万元，是中国与西班牙的合资企业，公司致力于石墨烯产品的研发、生产与应用。

6、苏州格瑞丰纳米科技有限公司苏州格瑞丰(Graphene)纳米科技有限公司，成立于2012年8月，由中科院苏州纳米所技术团队牵头，获苏州工业园区纳米领军支持创办的企业,是全球高质量薄层石墨烯的企业。

7、合肥微晶材料科技有限公司合肥微晶材料科技有限公司生产石墨烯薄膜与石墨烯粉体及其浆料的高科技企业。

1“石墨烯太阳能电池”，石墨烯是现在世界上已知的最为坚固的材料。

在石墨烯样品微粒开始碎裂前,其每100纳米距离上可承受的最大压力达到约2.9微牛.这一结果相当于,施加55牛顿的压力才能使1米长的石墨烯断裂.如果能制作出厚度相当于塑料包装袋（厚度约100纳米）的石墨烯，那么需要施加约两万牛顿的压力才能将其扯断。

这意味着石墨烯比钻石还要坚硬。

它有望用于梦幻般的“太空电梯”的缆线。

目前，“太空电梯”的最大难点之一在于如何制造出可以从地面延伸到空间站长达23000公里而不因重力折断的材料。

而石墨烯的出现为解决这一难题带来契机。

如果成功的制造出“太空电梯”，那人类讲更接近太空。

此外，因石墨烯的高强度高韧性，它可以用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料以及超坚韧的防弹衣。

此外，石墨烯的热导率是室温下纯金刚石的3倍（高达5000 W/ m·K）；石墨烯对近红外、可见光及紫外光均具有优异的透过性，有望用于透明导体及太阳能电池；石墨烯对锂离子的存储能力是石墨的近10倍；石墨烯在高灵敏度传感器和高性能储能器件方面也已经展示出诱人的应用前景。

因此，石墨烯有望在未来信息、能源、机械和医疗等领域获得广泛的应用。

石墨烯在潜在的应用领域我们中科院上海硅酸盐研究所经过近一年的努力，已经用简易的化学方法制备出石墨烯，并成功的将其应用于太阳能电池。

如将石墨烯替代贵金属基的材料，能做成“石墨烯太阳能电池”，则可以减缓资源、能源与环境的压力。

中科院上海硅酸盐所制备得到石墨烯薄膜石墨烯的出现不仅给科学家们提供了一个充满魅力与无限可能的研究对象，更让我们对其充满了期待，也许在不久的将来，石墨烯就会为我们搭建起更加便捷与美好的生活。

,000510,7011026289.html石墨烯制备新型高效太阳能电池2011-05-06 15:22:57 来源：太阳能光伏网示意图：电子转移途径在剥离的石墨烯/锌酞菁类混合体中的情形极高的电子迁移率使石墨烯具有理想的条件，电子穿过石墨烯时，大约有100倍的迁移率，这是对比硅而言，石墨烯还具有卓越的强度，而且事实上，它几乎是透明的（2.3％的光可被吸收；97.7％的光可被传输），这些都使它成为理想的候选材料，可用于光伏领域，超薄透明石墨烯膜就可替代金属氧化物电极。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911187541.9(22)申请日 2019.11.28(71)申请人 彭俊元地址 253000 山东省德州市德城区柴市街220号1号楼104号(72)发明人 彭俊元　(51)Int.Cl.G06F 30/32(2020.01)(54)发明名称石墨烯动力电池智能制造线设计方案(57)摘要本申请涉及一种“石墨烯动力电池智能制造线设计方案”，包括智能化制造工厂下A、B两条线的模块图块工艺流程、装备、主参数、主动作设计完成。

在应用信息技术、网络化(互联网、物联网)、智能制造、自动化、人工智能、数字化、机器人和机械手与自动传动系统一体化作业，叠加应用了机、电、液、仪、光、人工智能六位一体化集成技术融合的高端装备制造。

实现了资源利用效率、工厂结构水平、信息化程度、质量、效率和效益升级、跨越发展。

A线：电芯制造线，B线：电池模块制造线均应用了以上相关内容。

智能控制系统A、B均能相互兼容，相互替代、相互连接，完成制造及个性化服务。

权利要求书3页 说明书4页 附图2页CN 110956006 A 2020.04.03C N 110956006A1.发明了“石墨烯动力电池智能制造线设计方案”为智能制造工厂下的模块图块工艺流程、装备、主参数、主动作设计完成。

为满足所有个性化不同客户而提供制造供给方案，在应用信息技术、网络化(互联网、物联网)、自动化、人工智能、数字化、机器人和机械手等实现了传动系统一体化作业，叠加应用了机、电、液、仪、光、人工智能六位一体化集成技术高端装备智能制造。

实现了资源利用效率、工厂结构水平、信息化程度、质量、效率和效益升级、跨越发展。

图1：A线(以下简称A线)：石墨烯动力电池电芯智能制造线，图2：B线(以下简称B线)：电池模块制造线均应用了以上相关内容。

A线：智能化工厂下的模块图块N个工艺流程对应N个装备、主参数、主动作设计完成；完成了用户个性化需求。

石墨烯在太阳能电池中的应用研究近年来，随着环保意识的日益增强和清洁能源的重要性日益凸显，太阳能电池应用领域的发展也越来越引人注目。

而石墨烯，作为一种新型材料，因其优异的电学和光学性质被越来越多地运用于太阳能电池中。

一、石墨烯在太阳能电池中的应用优势1.良好的光吸收率石墨烯具有极高的光吸收率，可以有效地吸收可见光和紫外线，并将其转化为电能。

这使得其成为太阳能电池中的极佳光敏材料，可以极大地提高太阳能电池的光电转换效率。

2.优异的电导率石墨烯的电导率非常高，可以迅速地将光能转化为电能，并保证电能的稳定输送。

这一优良性质同样可以有效提高太阳能电池的光电转换效率，并延长太阳能电池的使用寿命。

3.极强的耐腐蚀性石墨烯具有很强的耐腐蚀性，能够抵抗外界环境带来的不利影响。

这一性质同样可以延长太阳能电池的使用寿命，并提高太阳能电池的稳定性。

二、具体应用案例1.石墨烯和硅太阳能电池的结合硅太阳能电池是目前应用最广泛的一种太阳能电池，但其转换效率往往不高。

石墨烯的加入可以提高硅太阳能电池的光电转换效率，从而提高其发电能力。

此外，石墨烯还可以有效提高硅太阳能电池的稳定性，延长其使用寿命。

2.石墨烯和钙钛矿太阳能电池的结合钙钛矿太阳能电池是一种新型的太阳能电池，具有高光电转换效率和低成本的特点。

石墨烯的加入可以进一步提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率，并延长其使用寿命。

此外，石墨烯还可以有效提高钙钛矿太阳能电池的稳定性，从而保证其长期可靠工作。

三、未来展望石墨烯在太阳能电池中的应用已经取得了良好的进展，但仍有很多挑战需要克服。

例如，石墨烯的制备工艺和规模化生产等方面仍需要进一步提高。

未来，石墨烯在太阳能电池中的应用将迎来更加广阔的发展空间，有望推动太阳能电池技术的不断进步和升级。

总之，石墨烯作为一种新型材料，其在太阳能电池中的应用必将推动太阳能电池技术的不断发展和进步。

未来，随着石墨烯技术的不断成熟，其在太阳能电池中的应用前景依旧广阔，将为清洁能源领域的发展做出更加卓越的贡献！。

２０２４ ０３／石墨烯太阳能电池的应用及展望田朝阳（国网山阴县供电公司）摘　要：近年来，石墨烯是一种具有独特元素结构的材料，在物理、化学领域被充分的研究，并被广泛应用。

石墨烯在太阳能电池方面被重点关注，主要原因是其光电转化效率比较高，对新型太阳能电池的开发研究意义重大。

本文首先介绍了太阳能电池的研究现状，其次简单阐述了太阳能电池的工作原理，再次对石墨烯材料的优点进行介绍，最后总结了石墨烯在太阳能电池中的应用及对未来的展望。

关键词：石墨烯；太阳能电池；透光电极材料０　引言“双碳”目标下，对于清洁能源的要求日益提高。

太阳能电池产业应运而生，人们把太阳能电池按材料的不同划分成了三代［１］。

第一代的太阳能电池主要原材料是硅元素，包括单晶体结构和多晶体结构，集合了硅元素的特点稳定性比较高，对于光电能量的转化效率也比较高，被称为硅基太阳能电池。

１９５４年４月２５日，贝尔实验室［２］首次制造出了以硅元素为基础的硅基太阳能电池板。

通过试验测试确定这块硅基太阳能电池板可以达到６％左右的转化效率。

但是硅元素的太阳能电池板造价偏高，对材料的消耗比较大。

第二代太阳能电池产品主要采取造价比较低的碲化物、砷化物等材料为薄膜的太阳能电池，在全球太阳能电池市场上占有一小部分份额。

钙钛矿太阳能电池是太阳能电池的第三代产品，集成了第一代产品的高转化效率和第二代产品的低成本的特点，是现在研究的主流技术。

但受到诸多技术的限制，第三代产品的研究尚处于实验室中，对于实际应用还有一段距离。

１　太阳能电池研究发展现状硅基太阳能电池技术已经相对成熟，其以强大的稳定性受到众多专家学者所关注。

硅基太阳能电池主要包括单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池二部分。

它们的装置通常是相同的，但是在单晶中生产硅太阳能电池所需要的高纯度硅，成本较高。

从经济角度和技术难度方面考虑，我国的太阳能电池多为多晶硅电池。

在制作工艺方面以及材料成本方面都比单晶硅太阳能电池有优势，很受中国市场的欢迎。

石墨烯——静电纺丝纳米纤维材料一、石墨烯是什么？石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。

2018年3月31日，中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在山东菏泽启动，该项目主要生产可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池（下称石墨烯OPV），破解了应用局限、对角度敏感、不易造型这三大太阳能发电难题。

二、石墨烯有哪些应用？随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。

（一）基础研究石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。

在二维的石墨烯中，电子的质量仿佛是不存在的，这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动，从而必须用相对论量子力学来描述。

这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向：一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验，可以在小型实验室内用石墨烯进行。

零能隙的半导体主要是单层石墨烯，这种电子结构会严重影响到气体分子在其表面上的作用。

单层石墨烯较体相石墨表面反应活性增强的功能是由石墨烯的氢化反应和氧化反应结果显示出来的，说明石墨烯的电子结构可以调变其表面的活性。

另外，石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而发生相应的变化，其不但对载流子的浓度进行改变，同时可以掺杂不同的石墨烯。