LED及鈣鈦礦領(lǐng)域，傳來(lái)大消息！

5月30日下午，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，使鈣鈦礦LED外量子效率突破30%大關(guān)。

全球LED（發(fā)光二極管）市場(chǎng)規(guī)模高達(dá)數(shù)千億元，上述技術(shù)突破，會(huì)產(chǎn)生多大的影響呢？

重大突破

鈣鈦礦半導(dǎo)體材料的LED是一類(lèi)新興的薄膜LED，具有加工工藝簡(jiǎn)便、高亮度高效率等特性，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)。

據(jù)新華社報(bào)道，近日，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦發(fā)光二極管研究領(lǐng)域取得重大突破。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。

近年來(lái)，西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院、柔性電子國(guó)家基礎(chǔ)（前沿）科學(xué)中心首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士黃維和南京工業(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)）領(lǐng)銜的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，在鈣鈦礦LED研究方面取得一系列創(chuàng)新成果。

鈣鈦礦發(fā)光材料有三維、低維之分，其中三維鈣鈦礦最有潛力實(shí)現(xiàn)高亮度下的高效率發(fā)光，對(duì)未來(lái)發(fā)光顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化意義重大。然而，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。

王建浦介紹說(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。”

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。”

市場(chǎng)潛力巨大

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(xiāo)售到全世界150多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

A股上市公司晨豐科技援引中國(guó)照明電器協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)LED照明出口額逐年增加，從2010年約50億美元增長(zhǎng)至2022年的461億美元；LED照明產(chǎn)品占照明電器行業(yè)出口額比重由2010年不足30%增加至2022年73.52%，已成為照明產(chǎn)品外銷(xiāo)主力軍。2020年中國(guó)LED照明產(chǎn)品出口占全球LED照明產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)的比重提升至53.31%，2022年達(dá)到75.08%。

另外，根據(jù)LED芯片龍頭企業(yè)三安光電援引TrendForce數(shù)據(jù)，2023年，全球LED照明市場(chǎng)規(guī)模為585億美元，同比減少5%。從短期看，LED燈具即將迎來(lái)二次替換需求高峰，2014年起開(kāi)始服役的LED燈具，經(jīng)過(guò)十年的時(shí)間，已陸續(xù)達(dá)到壽命極限。TrendForce數(shù)據(jù)顯示，2024年全球?qū)⒂?8億只LED光源及燈具陸續(xù)達(dá)到使用壽命極限而退役，較2023年漲幅近50%，占2024年整體LED照明需求比例超43%，將快速改變LED照明市場(chǎng)萎靡狀態(tài)，且二次替換的需求占比逐年上升，未來(lái)幾年都將為L(zhǎng)ED照明市場(chǎng)提供強(qiáng)勁發(fā)展動(dòng)能。

三安光電在年報(bào)中表示，伴隨市場(chǎng)需求的回暖，LED企業(yè)將快速回歸良好經(jīng)營(yíng)狀態(tài)。從長(zhǎng)期看，國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略、國(guó)內(nèi)外的節(jié)能減排政策和綠色經(jīng)濟(jì)主題不變，LED行業(yè)將持續(xù)保持良好發(fā)展機(jī)遇，LED與物聯(lián)網(wǎng)、新型顯示、農(nóng)業(yè)等跨界融合程度也與日俱增，LED產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將會(huì)持續(xù)優(yōu)化，細(xì)分領(lǐng)域需求將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，行業(yè)創(chuàng)新空間和市場(chǎng)空間廣闊。據(jù)TrendForce預(yù)估，2024年全球LED照明市場(chǎng)規(guī)模成長(zhǎng)至609億美元。

鈣鈦礦是具有廣泛應(yīng)用前景的前沿材料，除了在LED領(lǐng)域的巨大潛力外，鈣鈦礦半導(dǎo)體因具有很高的光吸收系數(shù)和載流子遷移率，使其在太陽(yáng)能電池、光電探測(cè)器等器件中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

中泰證券近日發(fā)布的研報(bào)指出，鈣鈦礦及疊層電池是光伏下一代技術(shù)。單節(jié)鈣鈦礦電池、疊層電池理論極限分別為33%、44%，尤其是疊層電池相對(duì)晶硅電池具備更高的轉(zhuǎn)換效率，晶硅下階段的發(fā)展路線。鈣鈦礦電池作為光伏新技術(shù)，在2023年光伏二級(jí)市場(chǎng)行情慘淡的大背景下在一級(jí)市場(chǎng)仍能夠持續(xù)密集融資，說(shuō)明鈣鈦礦作為最有潛力的光伏新技術(shù)更受資本市場(chǎng)認(rèn)可，光伏行情企穩(wěn)后，鈣鈦礦有望成為點(diǎn)燃行情的催化劑。

另外，賽迪顧問(wèn)近期發(fā)布的報(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。

來(lái)源：證券時(shí)報(bào)網(wǎng) 券商中國(guó)