En este trabajo se presenta la síntesis de nanocompuestos de óxido de zinc/óxido de grafeno reducido (ZnO/rGO) en presencia de dietilentriamina (DETA) mediante un método sencillo de microondas. Los patrones de difracción de rayos X (DRX) de los nanocompuestos corresponden a la estructura wurtzita en fase hexagonal del ZnO. Las imágenes de microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) revelaron que los nanorods de ZnO, con una relación longitud/diámetro media de 10, se depositaron con éxito sobre las láminas de rGO. Bajo la irradiación de luz solar, los nanocompuestos mostraron una adsorción-fotocatálisis mejorada en más del doble y una respuesta de fotocorriente seis veces superior a la del ZnO. La excelente fotoactividad de los nanocompuestos se debe al menor tamaño de los nanorodos de ZnO y a la presencia de rGO, que actúa como fotosensibilizador transfiriendo electrones a la banda de conducción del ZnO dentro del nanocompuesto durante la iluminación solar.