首尔大学研究团队突破钙钛矿量产难关…成果发表于《Nature》
韩国科研团队开发出一种合成技术，在“规模化生产”钙钛矿的同时仍可保持100%的发光效率。随着这一工艺从实验室水平扩展到可应用于工业规模，被评价为使超高分辨率电视以及增强现实（AR）·虚拟现实（VR）用显示器的商业化又近了一步。
科学技术信息通信部19日表示，首尔大学教授 Lee Taewoo 研究团队开发出在接近0℃条件下进行合成的“低温注入（Cold-injection）”技术，成功实现了高品质钙钛矿纳米晶的大规模生产。本次研究成果已于18日（当地时间）发表在国际学术期刊《Nature》上。论文题目为《高发光钙钛矿纳米晶的低温注入合成（Cold-injection synthesis of highly emissive perovskite nanocrystals）》。
低温注入法（Cold-injection method）的示意图。左：向低温（≤4℃）配体溶液中注入钙钛矿前驱体的过程。右：发光效率达到100%的钙钛矿纳米晶合成结果。将前驱体加入低温配体溶液后，会形成“类乳液”环境，在受控的合成速率下抑制晶体缺陷，从而实现高品质纯绿色钙钛矿纳米晶的大量合成。图及说明：Seoul National University 教授 Lee Taewoo 提供
View original image钙钛矿凭借超越有机发光二极管（OLED）和无机量子点发光二极管（QLED）的色纯度和发光特性，被视为下一代显示器的有力候选材料。尤其是，它被评价为几乎唯一能够满足国际电信联盟（ITU）制定的下一代超高清（UHD，4K·8K）广播用色域标准“Rec. 2020”的发光材料。其发光半高宽（FWHM）约为20nm，极其狭窄，能够实现更为鲜明、更加接近人眼感知的色彩表现，这是其优势所在。
突破高温合成极限…通过0℃“低温注入”实现量产
现有钙钛矿纳米晶的合成主要采用将前驱体注入150℃以上高温溶液中的“热注入（Hot-injection）”方式。该方法虽然可以获得高结晶性，但存在火灾·爆炸风险，并且必须配备用于隔绝氧气和水分的特殊设备，这成为其局限。也曾提出常温合成技术，但由于合成速度过快，晶体品质难以均一，在大规模生产时效率急剧下降的问题反复出现。
研究团队注意到，大规模生产过程中出现的品质下降，其根源在于“过快的合成速度”。为此，团队开发出一种“低温注入”方式：将冷却至接近0℃的配体溶液中注入前驱体，先形成“类乳液（pseudo-emulsion）”状态，再进行合成。在低温环境下控制合成速度，从而抑制晶体缺陷并形成均一的纳米晶，这就是其原理。
研究结果表明，即便在空气中也能在保持100%发光效率的同时实现大规模生产。研究团队还成功将合成规模从实验室数毫升级扩展到使用20升级工业反应器的规模，突破了以往合成规模一旦扩大效率就会下降的技术瓶颈。
应用该材料制备的钙钛矿发光二极管（PeLED）实现了29.6%的外部量子效率（EQE），达到了世界最高水平的性能。
低温注入法（Cold-injection method）用于钙钛矿纳米晶的大规模合成及应用。a) 采用低温注入法进行 20L 规模钙钛矿纳米晶大规模合成 b) 实现外量子效率 29.6% 的高效率 PeLED c) 制作应用色转换薄膜的平板电脑显示屏。图及说明：Lee Taewoo 首尔大学教授
View original image直至完成商用化验证……“突破技术依赖结构，迈向超越性优势”
本次研究并未止步于实验室层面的成果。研究团队与由 Lee Taewoo 教授创立的 S&Display 公司合作，基于大规模生产的纳米晶制作了色转换薄膜，并将其实际装载到平板电脑显示屏上，验证了其商业化可能性。该公司近期在 CES 2026 上作为钙钛矿发光体领域首家企业获得创新奖，其技术实力得到认可。
尤其值得一提的是，本次技术以研究团队在2014年取得的原始专利为基础，产业价值极高。与过去在有机发光二极管核心材料技术方面向海外企业支付专利费的结构不同，今后如果钙钛矿显示器正式实现商业化，有望摆脱技术依赖结构，增强韩国显示产业的竞争力。
首尔大学教授 Lee Taewoo 表示：“通过名为冷注入（Cold-injection）的新型合成方法，我们不仅在实验室层面，而且在实际可商业化的大规模生产方面取得了成功，希望这一成果能成为在下一代显示器市场上获得超越性竞争力的契机。”科学技术信息通信部第一副部长 Koo Hyukchae 则表示：“Lee Taewoo 教授是通过基础研究项目，从青年研究者成长为中坚、再到领军研究者的典型案例。今后我们将强化分阶段定制化支持，使从青年学者到资深学者的各类研究者都能创造世界级成果。”
本次研究以首尔大学为中心，由大邱庆北科学技术院（DGIST）、韩国基础科学支援研究院（KBSI）等国内研究团队协同完成，是一项纯粹的本土成果。钙钛矿能否不再停留在“下一代候选”层面，而是真正迈入商业化阶段，备受关注。
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