本发明公开了一种Bi2Te3薄片/石墨烯复合材料,由微米级Bi2Te3薄片和石墨烯组成。由于石墨烯的分散、承载及隔离作用,可有效阻止微米Bi2Te3薄片在热处理过程中的烧结,以保持晶界对声子的有效散射,对提高Bi2Te3材料的热电性能具有重大意义。该复合材料可作为热电材料。本发明还公开了该复合材料的一步水热法或一步溶剂热法的制备方法,具有工艺简单、成本低、周期短、能耗低等优点。