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本发明公开一种石墨烯复合薄膜的制备方法,主要包括:(1)启动蒸发模块进行真空蒸发镀膜,在绕经蒸发主辊的柔性基膜表面沉积催化剂膜层;启动涂覆模块将石墨烯复合材料涂覆在柔性基膜表面的催化剂膜层之上形成涂覆层;在涂覆模块下游设置有生长辊;柔性基膜绕经生长辊时,涂覆层在涂覆层之下的催化剂的作用下催化生长成石墨烯复合湿膜层;(2)设置在生长辊下游的图案生成辊装置通过负压吸收过程对绕经辊体的柔性基膜上尚未成型的湿膜层进行部分去除,使湿膜层产生设定的图案;(3)通过设置在图案生成辊装置下游的定型模块对湿膜层进行加热干燥定型,使湿膜层形成石墨烯复合薄膜;定型模块采用光照加热或烘干箱加热。