石墨烯除了是当今炙手可热化学材料，更有着神奇万能材料美称，能应用于锂离子电池、海水淡化、太阳能、航太与医疗等产业，而美国科学家近期更进一步突破石墨烯电子移动稳定性与生命周期挑战、成功提高石墨烯导电性能，可望加速薄膜与可挠式太阳能电池发展。
石墨烯可说是世界上已知最薄、最坚硬与电阻最小的透明奈米材料，其也具有相当优良的导电特性，并受到广大科学家喜爱，光是 2017 年全世界就已新增 3 万份石墨烯研究报告，预估相关研究未来还会持续增加。
过去研究指出，石墨烯中的电子移动速度是光速的三十分之一，比其他材料还要快许多，吸引不少科学家开始研究石墨烯太阳能技术，想借此提升太阳光电转换效率。但石墨烯存有一大弱点，该材料电子流动稳定性不高，移动时间仅能维持 1 皮秒（picosecond），也就是百万分之一秒或 10-12 秒，因此就算光电转换效率高，也会受限于石墨烯电子特性，使该技术难以跨越稳定性难题而无法商业化。
而美国堪萨斯大学（KU）则接受电子流动稳定性与生命周期挑战，并借由将石墨烯层与二硒化钼（MoSe2）、二硫化钨（WS2）相叠，成功使电子流动时间延长数百倍。
（Source：堪萨斯大学）
二硒化钼、二硫化钨即所谓的凡得瓦材料（van der Waals materials），这些过度金属二硫化物具有极大的机械强度、弹性、高热传导率及电子传导率等，也是当今备受看好的材料之一。
KU 化学与原子系教授 Hui Zhao 团队把 MoSe2、WS2 和石墨烯相叠在一起，设计出一种三层材料，并突发奇想、将 MoSe2 与石墨烯层想像成两间坐满学生的教室，WS2 为分隔两间教室的走廊，学生与座位则是是电子与电洞。当设备接触到阳光时，MoSe2 中的电子会被释放出来、穿过 WS2 抵达石墨烯层，且只要电子一被释放出来，原本的“位子”就会关闭，因此电子得一直维持移动状态，进而延长石墨烯电子流动时间。
为了证明该概念可成功运行，KU 研究员透过超短激光脉冲释放 MoSe2 的电子，并观察电子移动到石墨烯的状况，发现这些电子以平均 0.5 皮秒速度在 WS2 移动，该状态还可维持 400 皮秒，跟以往研究相比提高 400 倍。
该研究也指出，电子移动稳定性取决于中间的“走廊”层，可透过不同的材料来控制电子流动时间。未来有望再次将时间延长、加速石墨烯太阳能研究，目前研究已发表在《Nano Futures》。
- Researchers improve conductive property of graphene, advancing promise of solar technology
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