本发明公开了一种石墨烯同质p-n结结构及其制备方法，石墨烯同质p-n结结构包括中性石墨烯层、p型石墨烯层、n型石墨烯层以及电极，p型石墨烯层设置于中性石墨烯层的一侧表面，n型石墨烯层设置于中性石墨烯层的另一侧表面，p型石墨烯层的表面和n型石墨烯层的表面均设置有电极。本发明利用了石墨烯同种材料具有热膨胀系数、电子亲和能、带隙宽度和晶格常数都相同的特点，因此避免了不同材料构成的异质p-n结所产生的复杂界面问题，以及异质p-n结结构不稳定性和效率低下等问题，同时还具有柔性，性能十分的优异，可用于柔性电子器件结构设计和高性能微型化精细显示技术的研发。