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近日，據(jù)新華社報(bào)道，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)鈣鈦礦LED研究取得重大突破。通過(guò)加快輻射復(fù)合速率，顯著提高熒光量子效率，使鈣鈦礦LED外量子效率突破30%大關(guān)，接近實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化水平。相關(guān)研究成果的論文日前在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

之前，三維鈣鈦礦LED外量子效率普遍停留在20%左右，整體性能提升遭遇瓶頸。為解決三維鈣鈦礦材料熒光量子效率提升這一世界性難題，該團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，創(chuàng)造性地提出了一種通過(guò)調(diào)控晶體生長(zhǎng)的方法，以生成輻射復(fù)合速率更快的鈣鈦礦晶相，從而顯著提高了熒光量子效率的新工藝。

南京工業(yè)大學(xué)柔性電子(未來(lái)技術(shù))學(xué)院教授王建浦(現(xiàn)任常州大學(xué)副校長(zhǎng))介紹說(shuō)，團(tuán)隊(duì)運(yùn)用這一創(chuàng)新性方法成功地保持了三維鈣鈦礦的亞微米結(jié)構(gòu)，使得器件的光提取效率不受影響，達(dá)到了雙管齊下的效果。由此實(shí)現(xiàn)了96%的熒光量子效率和32%的光提取效率，并進(jìn)一步制備出外量子效率超過(guò)30%的高效鈣鈦礦LED。

鈣鈦礦半導(dǎo)體材料的LED是一類新興的薄膜LED，近年來(lái)在光電器件研究領(lǐng)域備受矚目，成為全球新型發(fā)光與顯示技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。從LED產(chǎn)業(yè)來(lái)看，據(jù)產(chǎn)業(yè)研究院報(bào)告數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)占全球LED行業(yè)產(chǎn)值的66%，表明中國(guó)是全球生產(chǎn)能力最強(qiáng)、產(chǎn)量最大的LED產(chǎn)品生產(chǎn)基地。2021年，我國(guó)通用照明出口以及顯示市場(chǎng)回暖，Mini背光滲透率迅速提升，中國(guó)LED行業(yè)總產(chǎn)值有所回升，達(dá)到7773億元，同比增長(zhǎng)10.84%，為統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)的最高值。

從全球產(chǎn)業(yè)分布看，我國(guó)是全球第一大LED照明產(chǎn)品生產(chǎn)和出口國(guó)，產(chǎn)品銷售到全世界150多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。2018-2022年期間，中國(guó)LED產(chǎn)品出口金額呈現(xiàn)先上漲后下降的趨勢(shì)，主要是由于2022年新冠肺炎疫情影響導(dǎo)致的，2022年中國(guó)LED行業(yè)產(chǎn)品出口金額規(guī)模為516.27億美元。結(jié)合賽迪對(duì)2022年中國(guó)LED行業(yè)總產(chǎn)值超過(guò)2000億元的統(tǒng)計(jì)情況來(lái)看，中國(guó)LED行業(yè)出口規(guī)模較大。

從鈣鈦礦LED研究取得重大突破回看我國(guó)LED行業(yè)發(fā)展情況：

——LED是一種半導(dǎo)體發(fā)光組件

發(fā)光二極管(Light emitting diode，LED)，是一種半導(dǎo)體發(fā)光組件。它的顯示原理是利用半導(dǎo)體二極管的電致發(fā)光效應(yīng)，使像素單元實(shí)現(xiàn)主動(dòng)發(fā)光。不同材料制成的LED會(huì)發(fā)出不同波長(zhǎng)的光，從而形成不同顏色，經(jīng)過(guò)芯片制造、封裝等工藝后被廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、背光源、照明和城市景觀等領(lǐng)域。LED作為第四代光源具有如下優(yōu)點(diǎn)：

——LED行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模

2011-2022年期間，中國(guó)LED行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)先持續(xù)上漲，后在高位波動(dòng)的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)CSA Research的數(shù)據(jù)，2021年，我國(guó)通用照明出口以及顯示市場(chǎng)回暖，Mini背光滲透率迅速提升，中國(guó)LED行業(yè)總產(chǎn)值有所回升，達(dá)到7773億元，同比增長(zhǎng)10.84%，為統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)的最高值。進(jìn)入2022年，在復(fù)雜嚴(yán)峻的國(guó)內(nèi)外形勢(shì)和多重超預(yù)期因素沖擊下，LED行業(yè)下游需求不振，行業(yè)整體生產(chǎn)成本攀升，行業(yè)整體產(chǎn)值規(guī)模下滑13.16%，達(dá)6750億元。

——LED行業(yè)下游應(yīng)用

2022年，根據(jù)國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，通用照明領(lǐng)域是LED照明的重要應(yīng)用板塊，在LED照明行業(yè)占比42.4%，其次是景觀照明和顯示屏，分別占比17.3%和17.0%。

LED照明產(chǎn)業(yè)是中國(guó)現(xiàn)代照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。從中國(guó)LED照明行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)LED照明行業(yè)仍處于升級(jí)發(fā)展時(shí)期。據(jù)CSA Research披露的數(shù)據(jù)顯示，2017-2023年，中國(guó)LED照明市場(chǎng)規(guī)模波動(dòng)變化明顯。2022年受內(nèi)需市場(chǎng)下滑影響，中國(guó)LED照明行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模下降至6750億元。2023年國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求疲軟，中國(guó)LED照明行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)一步下滑至6578億元。

產(chǎn)業(yè)研究院分析認(rèn)為，當(dāng)前，LED行業(yè)市場(chǎng)整體規(guī)模已處在階段性峰值，行業(yè)整體發(fā)展步入階段性轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。在營(yíng)收端承壓的情況下，行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)均在加緊研發(fā)投入，推動(dòng)新興應(yīng)用領(lǐng)域的加速滲透，其中，新一代MLED技術(shù)為行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)領(lǐng)域。

談及鈣鈦礦LED的發(fā)展，中國(guó)科學(xué)院院士黃維表示，這一重大突破進(jìn)一步彰顯了基于鈣鈦礦半導(dǎo)體材料的薄膜LED技術(shù)的巨大潛力，必將推動(dòng)基于鈣鈦礦LED的顯示技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化步伐。同時(shí)，預(yù)示著其在高效綠色照明領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景。

據(jù)賽迪顧問(wèn)發(fā)布報(bào)告指出，鈣鈦礦材料的出現(xiàn)不僅能夠推動(dòng)光伏技術(shù)的發(fā)展，還應(yīng)用于光電器件、催化劑和傳感器等電子領(lǐng)域，將對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到重要作用。我國(guó)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)仍處于商業(yè)化發(fā)展初期，預(yù)計(jì)2026年將突破100億元。

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