本发明公开了一种在基底表面覆石墨烯透明薄膜的方法：先按照改进的Hummers法，制备浓度为0.01～1mg/mL的氧化石墨烯水溶液；再将氧化石墨烯水溶液或氧化石墨烯与TiO₂混合水溶液注入0.02～2mg/mL的羟胺乙醇溶液或盐酸羟胺乙醇溶液底部的基底上，静置凝固，低温加热，蒸发溶剂，在基底表面形成N掺杂的石墨烯透明薄膜或复合透明薄膜。制备的透明薄膜面积大、透光率高、导电性好，有望取代传统ITO，在有机太阳能电池、触摸屏、染料敏化太阳能电池和染料降解等领域有潜在应用。该方法制备过程简单，可实现批量生产。