在过去十年里,我们见证了芯片、光刻机、AI算力的波澜壮阔,也见证了科技封锁带来的阵痛与觉醒。而就在昨天,一项看似“实验室级”的研究,或许正在为中国未来的光电产业写下全新篇章。
据科技日报报道,中国科学院院士、柔性电子全国重点实验室主任黄维领衔团队,成功构建出全球首个全钙钛矿叠层发光二极管(LED)器件,其外量子效率突破45%,刷新了世界纪录。这项成果不仅是科研层面的突破,更可能成为中国重构光电工业体系的一把“金钥匙”。
如果说硅是信息时代的根基,那么钙钛矿就是未来光电时代的新“硅”。
钙钛矿是一种特殊晶体结构材料,具有高光吸收率、可调能带、低成本制备等特性,被认为是下一代显示、照明、太阳能电池和光通信核心材料。
过去十年,欧美企业主导的有机LED(OLED)几乎垄断了高端显示产业,从手机到电视,从车载屏到可穿戴设备,中国企业虽然在制造上强大,但核心发光材料、驱动技术和封装专利,长期被国外企业掌控。
黄维院士团队的这项成果,正是对这一格局的正面突破。他们提出了一个极富创造性的概念——层间光子循环效应。通俗来说,就是让每一个光子在器件内部“再利用”:一层发的光,可以被另一层吸收再发,从而实现“1+1>2”的能量提升。
这不仅解决了传统发光效率受限的难题,也意味着中国科研团队在光电芯片内部能量管理与材料设计上,已经走在了世界前列。
为什么一项发光技术的突破如此重要?
因为钙钛矿LED,不仅可以用来做显示屏,还可以延伸到智能照明、AR/VR显示、光通信、医疗成像等领域。更关键的是,它有潜力与国产晶圆制造、柔性电子、光子芯片技术融合,形成全新的自主光电产业体系。
以往,OLED核心发光材料依赖进口,关键专利集中在日韩企业手中。而钙钛矿材料的合成相对简单、成本更低,且适合低温工艺,与我国在材料工程和柔性电子领域的基础优势高度契合。
这意味着什么?
意味着未来的“中国屏”“中国光电芯片”,不仅是“组装在中国”,而是真正的“中国原创”。
黄维院士团队的成功不是孤立事件。从南京工业大学到南开大学,从中科院苏州纳米所到清华大学,中国的钙钛矿研究正快速形成产业集群。2024年以来,已有十余家中国企业布局钙钛矿显示与光电领域。比如:京东方正研究基于钙钛矿材料的柔性显示器;华为与中科院团队合作推进钙钛矿在光通信中的应用;中创新航、宁德时代等能源企业,则在探索钙钛矿与光伏的耦合技术。
一个庞大的、以钙钛矿为核心的新型材料生态,正悄然成形。
黄维院士曾说:“柔性电子不是跟在别人后面做的技术,而是中国可以引领的方向。”这句话放在今天的钙钛矿研究上,显得尤为深刻。
过去,中国在芯片、光刻机、高端EDA软件上被“卡脖子”;如今,在新材料与新器件体系的赛道上,我们有机会不再是追赶者,而是定义者。当钙钛矿发光芯片、显示器件、传感系统实现全面国产化时,我们掌握的,不仅是技术,更是未来光电产业的命脉与定价权。
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