石墨烯是由单层的碳原子通过sp-杂化紧凑排列在一起,形成蜂窝状的二维晶格结构。由于拥有许多优异的物理和化学性质,这使得石墨烯在众多领域能够得到应用,如透明导电薄膜、锂离子电池、太阳能电池等。因此,石墨烯长期以来一直受到许多研究者的青睐。目前,等离子增强化学气相沉积法(PECVD)实现了在目标基底直接生长石墨烯的可能,不仅可以减少转移步骤和有效地提高沉积速率,而且还可以降低沉积温度,使得在工业化中可以降低成本,被认为可能实现大规模应用的途径之一。本论文采用自主搭建的PECVD系统,以甲烷为碳源,实现在目标基底上生长石墨烯纳米墙,并且应用在能源存储转换中,主要包括以下两大部分:(一)石墨烯纳米墙及其复合材料在锂离子电池的应用。主要是利用在泡沫镍上面制备的石墨烯是三维多孔网络结构,具有柔性、大的比表面积、结构稳定和导电性好等优点。通过探究不同的放电条件、气氛条件和放电时间对石墨烯纳米墙的生长及其电化学性能的影响。实验结果表明我们制备的石墨烯纳米墙在锂离子充放电过程中表现出稳定的结构。另外,在此基础上,利用石墨烯纳米墙在充放电过程中表现出来的结构稳定性、高的比表面积等优点,利用磁控溅射的方法在此基底上面制备出硅/石墨烯纳米墙/泡沫镍复合结构,并制备出扣式电池。实验结果表明:相对于纯硅材料,该复合材料明显提升了电池循环稳定性和倍率性能。主要是由于石墨烯纳米墙能为硅和泡沫镍之间的电子的传输提供高速的通道,从而提高了该复合材料的倍率性能,并且柔性的石墨烯纳米墙支架可以有效缓解硅材料在充放电过程中体积膨胀产生的应力,从而可以提高该复合材料的循环性能。(二)石墨烯纳米墙在钙钛矿太阳能电池的应用。通过在石英基底直接制备得到的石墨烯纳米墙具有高透过率和优异的电学性能,然后应用在钙钛矿太阳能电池中取代ITO,组装而成的钙钛矿太阳能电池可以获得6.93%的光电转换效率。因此,我们的研究为在钙钛矿太阳能电池中使用石墨烯纳米墙作为透明导电电极提供了新的途径。