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石墨烯,是由碳原子构成的二维晶体结构,是目前世界上最薄的材料.它具有良好的导电性,零带隙能带结构以及独特的光敏感特性。由于石墨烯独特的光学特性,以及在2004年石墨烯被成功剥离后,使它作为一个新颖的二维半导体材料受到广泛关注。近几年石墨烯的研究已经有了很大的突破,石墨烯的大规模制作生产方面也有了显著进步。本文以时域有限差分算法(FDTD)为基本研究方法,结合表面边界条件方法(SBC),推导了太赫兹电磁波垂直入射以及斜入射下单层石墨烯的FDTD迭代式,计算了其反射和透射系数,并与解析解对比验证了该理论的正确性。将表面边界条件方法引入光子晶体中,研究了一维石墨烯光子晶体在太赫兹电磁波的吸收特性。通过改变石墨烯在模型中的位置,得到了一维石墨烯吸收特性与石墨烯位置的关系。结果表明,当石墨烯位于光子晶体表面时,由于石墨烯和间隔层在光子晶体表面构成了表面缺陷,从而导致光的局域化,这种局域化增强了石墨烯对太赫兹电磁波能量的吸收。接着用基于拉普拉斯变换的电流密度卷积方法(LTJEC-FDTD)对有一定厚度的石墨烯进行时域有限差分计算,推导了垂直入射的太赫兹电磁波下石墨烯的FDTD迭代式,计算了其反射和透射系数,并与解析解对比验证了该理论的正确性。同时利用一维斜入射情况下的修正FDTD算法,将二维问题转化为等价的一维问题,并通过该转换和修正的连接边界引入入射波,较好的解决了常规方式难以引入入射波源的问题。结合LTJEC-FDTD算法,推导了太赫兹电磁波斜入射情况下石墨烯的FDTD迭代式,并将计算得到的反射和透射系数与解析解对比,验证了该理论的正确性。最后,用LTJEC-FDTD算法研究了以石英玻璃为衬底的石墨烯太阳能电池透光电极的电磁特性问题,并与传统的铟锡氧化物(ITO)太阳能电池透光电极电磁特性相比较,结果表明,在低频时,石墨烯太阳能电池透光电极的电磁特性更佳。用石墨烯代替铟锡氧化物,应用于有机太阳能电池的透光电极,相对来说表现出更好的性能,具有很大的发展潜能。