石墨烯具有优异的物理化学性能，在太阳能电池领域具有重要的应用发展前景。石墨烯作为一种超薄、透光性良好且电性能优异的导体材料，可作为透光导电极；石墨烯作为一种电性能可以和碳纳米管媲美且可通过功能化改性的碳薄层材料，可以作为有机聚合物电池中电子受体材料；另外，石墨烯材料也被应用到各类太阳能电池的光阳极，如有机太阳能电池和染料敏化太阳能电池等，旨在通过引入石墨烯提高光电转换效率，降低生产成本。