钙钛矿量子点产业化进展：喷雾干燥规模化制备
钙钛矿量子点产业化进展：喷雾干燥规模化制备
钙钛矿量子点是一类具有代表性的纳米光电材料，具有颜色可调、高效率发光等优势，在显示、探测、照明等领域具有广泛的应用。在显示领域，量子点能够与LCD、OLED、Micro-LED等现有显示技术结合，提升显示效果，简化制备工艺，降低制造成本，是显示领域重点关注的前沿技术。
目前显示应用的量子点材料主要包括硒化镉、磷化铟、钙钛矿。钙钛矿量子点是一种新兴的材料，与硒化镉和磷化铟相比，钙钛矿量子点具有吸收系数大、发光效率高、容易制备、环境影响小、自主知识产权等特点，成为近年来重点关注的材料体系。然而，其稳定性和规模化制备是其产业化的关键。
近期，北京理工大学、北京航空航天大学合肥创新研究院和致晶科技公司组成的联合团队在中国工程院院刊《Engineering》发表了题为“Spray-Drying Fabrication of Perovskite Quantum-Dot-Embedded Polymer Microspheres for Display Applications”的文章，报道了钙钛矿量子点的吨级规模化制备。他们发明了可连续化制备的钙钛矿量子原位喷雾制备技术（专利：CN115717071B），该方法制备的内嵌钙钛矿量子点聚合物微球具有发光效率高、稳定性高、容易规模化制备等特点。
图1. 喷雾干燥法制备钙钛矿量子点粉末
左侧：喷雾干燥制备设备图。右侧：搭载钙钛矿量子点的创维电视产品。
利用喷雾干燥技术，该团队自主设计了喷雾干燥设备和制备工艺，通过了小试、中试和量产的开发，通过钙钛矿稳定性的科学分析与人工智能辅助的材料优化方法结合，解决了钙钛矿量子点的稳定性难题。所制备的钙钛矿量子点光学膜在60 °C/90%相对湿度条件和70 °C、150 W/m2455 nm蓝光辐照老化中，老化1000小时的亮度衰减小于10%，表现出优异的湿热和光热稳定性。
该团队报道的钙钛矿量子点喷雾干燥技术，制备过程的有机溶剂可全部回收再利用，是一种绿色环保的工艺，提供了一种低成本、连续化规模制备钙钛矿量子点的方法。
钙钛矿量子点从论文到量产的成功，是众多中国原创成果产业化的一个小小案例，说明中国已经成为产生原创技术的沃土，未来原创技术的星星之火，必将燎原。