石墨烯具有寬帶吸收和優異的光熱特性的優點，并且具有有望作為重要的太陽能-熱能轉換材料。然而，迄今為止，具有卓越的全向光收獲性能的石墨烯太陽能熱材料仍然難以制備。

北京大學劉忠范院士和彭海琳教授課題組使用等離子體增強化學氣相沉積法（PECVD），制備出了具有分層結構的多級石墨烯泡沫，即三維石墨烯骨架（Gfoam）表面分布垂直石墨烯納米片（H-Gfoam）。獨特的多級結構使得光相干長度增加；且光在結構內部發生多次反射，使得捕獲的光其表面的任意角度都被充分吸收，降低了反射率，因而整體光熱轉換效率可以高達93.4%。

圖：三維/二維復合多級石墨烯泡沫用于光熱轉換原理圖

在太陽能驅使下，多級石墨烯泡沫可作為光吸收劑和加熱器應用于海水淡化處理，轉換效率高達91.4%，且具有優異的穩定性和抗腐蝕性。相關成果發表在《先進材料》雜志上。