本发明提供一种还原氧化石墨烯薄膜及其制备方法和应用。本发明将氧化石墨烯的水分散液冷冻后冷冻干燥，得到氧化石墨烯气凝胶；再经压片后进行光照还原，得到还原氧化石墨烯薄膜。本发明采用氧化石墨烯的水分散液作为原材料，氧化石墨烯不仅具有与石墨烯性质相似的好的导热性能，而且具有大的比表面积和丰富的表面含氧基团，能够使其在冷冻干燥过程中形成稳定三维多孔材料；利用简单冷冻干燥法和光照还原法制备的大面积的还原氧化石墨烯薄膜，在太阳光照下，形成局域热效应，提高了太阳能利用效率和光热转化效率。

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