重大突破！“溶剂筛”使钙钛矿发光二极管性能飙至29.5%，寿命提升30倍【附纳米材料技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进纳米光电材料与器件团队通过开发“溶剂筛”，有效去除薄纳米片相，使钙钛矿材料的稳定性和发光性能大幅提升。由此制备出的钙钛矿发光二极管稳定高效，达到了商业化应用的要求。相关论文发表在国际学术期刊《自然-光子学》上。

论文第一作者、中国科学院宁波材料技术与工程研究所与宁波诺丁汉大学联合培养博士生丁硕介绍，“因为钙钛矿发光二极管自身结构的限制，其发光效率的上限约为30%。近年来的研究成果中，其发光效率屡屡突破20%，但钙钛矿发光二极管在正常使用亮度下的运行寿命普遍不到20小时。”丁硕表示。

研究团队对具有代表性的准二维钙钛矿材料内部的精细纳米结构进行深入分析，找出了内部较薄的纳米片是诱发钙钛矿不稳定的关键来源。为此，该团队从滤沙筛网得到启发，开发出“溶剂筛”——一种极性溶剂和非极性溶剂的组合。

科研人员发现，通过“溶剂筛”去除薄纳米片后，对空气极为敏感的钙钛矿材料可在湿润空气中稳定保持发光性能超100天。这使得通过低成本空气环境制备钙钛矿发光二极管的工艺，有可能取代常规高成本惰性气体保护和高真空环境制备工艺。

丁硕表示，用“溶剂筛”处理后的钙钛矿制备的矿发光二极管，展现出在100cd/m2亮度下超过5万小时（5.7年）的运行寿命，较处理之前提升了近30倍，是目前所有绿光钙钛矿发光二极管的最高值。同时，钙钛矿发光二极管的发光效率也达到了29.5%，创造了目前无光提取设计的钙钛矿发光二极管效率的新纪录，显著提高了电转化为光的效率，简化了散热设计的需求。

技术价值观察

“溶剂筛”证明通过合理的结构设计优化可以充分释放钙钛矿材料的本征稳定性潜能，实现了高度稳定的钙钛矿发光二极管制备。“溶剂筛”为未来开发具有独特纳米结构和性能的钙钛矿材料奠定了坚实基础，同时也为钙钛矿材料在发光显示领域的应用铺平了道路，将加快钙钛矿发光显示器件商业化进程。

“溶剂筛”目前位于产业链的中游环节。纳米材料产业链上游为原料供应和设备。设备主要包括粉碎、混合/分散、测试等涉及到纳米材料制备、加工的设备。产业链中游环节为纳米材料的生产制备，包括纳米粉体、纳米薄膜、纳米纤维、纳米块体，还包括以此加工形成的纳米复合粉体、纳米磁性液体、纳米涂层材料、纳米改性纤维及金属/陶瓷/塑料基等纳米复合材料。产业链下游包括在电子信息、新能源、生物医药、建筑化工、服装纺织、节能环保、结构增强等领域的应用。

宏观市场观察

根据中国企业数据库企查猫，目前中国纳米材料行业的主要企业共有24867家，其中以2019年为主要注册热潮，2021年注册企业数量为3849家，截至2022年10月19日，2022年已注册114家纳米材料企业。

近年来，在政策和市场需求的大力推动下，我国纳米材料市场规模呈现出较快的增长趋势。根据Frost & Sullivan数据，中国纳米材料产业市场规模由2014年的481.3亿元，增长到了2018年的791.0亿元，年复合增长率为13.2%。随着纳米材料生产技术的改良及下游需求增加，2019年起我国纳米材料产业市场规模增速有所提升，前瞻预计至2024年，我国纳米材料产业市场规模将接近2000亿元。

前瞻基于上述分析，结合目前中国纳米材料产业技术创新情况，归纳该产业三大发展趋势如下：

中国纳米材料技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与纳米材料关键技术强关联的城市主要在山东、江苏及浙江地区，根据企业数量来看，江苏省或将成为行业重点发展区域，未来纳米材料技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于江苏地区优先导入，此外还需重点关注山东省淄博市、浙江省宁波市、江苏省的苏州市及常州市所处纳米材料的相关企业，以及该地方对于纳米材料的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国纳米材料行业发展前景与投资预测分析报告》

同时前瞻产业研究院还提供产业大数据、产业研究报告、产业规划、园区规划、产业招商、产业图谱、智慧招商系统、行业地位证明、IPO咨询/募投可研、IPO工作底稿咨询等解决方案。在招股说明书、公司年度报告等任何公开信息披露中引用本篇文章内容，需要获取前瞻产业研究院的正规授权。

更多深度行业分析尽在【前瞻经济学人APP】，还可以与500+经济学家/资深行业研究员交流互动。