类石墨烯结构超薄的厚度、较大的比表面积和优良的柔韧性为满足人们对便携式透明纳米器件的需求带来了希望.将类石墨烯结构的制备从典型层状材料扩展到层间具有较强作用力的准层状材料以及非层状材料,不但能够丰富类石墨烯材料的种类,而且还可能带来一系列革新的性能和广泛的应用.但是,由于类石墨烯材料在第三维度上缺乏长程有序,使其低维结构的表征和清晰构效关系的建立较为困难.本文系统总结了典型层状结构、准层状结构以及非层状结构类石墨烯材料的制备方法,调研了最近对类石墨烯材料精细结构和缺陷结构的研究进展以及对类石墨烯材料电子结构的调控方法,强调了它们结构-性质之间的关系.另外,描述了基于类石墨烯结构的透明、柔性器件在光电化学催化、光探测器、光电转换、超级电容器等领域中表现出的优异性能和广阔的应用前景.期望本文能够加深人们对这一领域的理解,为今后高效能源器件的设计提供指导.