浙江在线10月16日讯(记者 汪雨晨)一块屏幕,能有多“硬核”?将两台电视并列摆放:普通屏幕里的花草略显暗淡,而加装了钙钛矿量子点材料的屏幕中红花鲜艳、绿叶通透。两者的画质差距一目了然。
让电视画质“更出彩”的其实是屏幕中的一种纳米新材料——钙钛矿量子点,出自温州锌芯钛晶科技有限公司。近年来,企业不断创新突破,啃下了“钙钛矿量子点稳定性”这一世界级难题,将前沿材料从论文变成了老百姓触手可及的产品。近日,记者走进温州,探索这家企业背后的“硬核科技”。

下为加装了钙钛矿量子点材料的显示屏 记者 汪雨晨 摄
实验室成果走向产线
一颗纳米点突破行业瓶颈
走进浙江大学温州研究院14号楼,记者看到了全球首条全固态钙钛矿量子点扩散板生产线。这条生产线总长46米,一年可以产出2800吨成品。
钙钛矿量子点就像藏在屏幕里的“色彩大师”,是一种可以自主发光的半导体纳米材料,应用前景十分广阔。
“量子点是直径只有几个纳米的半导体纳米晶体。”公司总经理陈兰兰介绍,“简单来说,液晶电视里的显示器用上钙钛矿量子点,屏幕能做到红的更红,绿的更绿。普通液晶电视的色彩覆盖范围大约只有82%,添加钙钛矿量子点材料后,色域可以轻松达到99%,画面色彩更干净,颜色更贴近现实世界。同时这位“色彩大师”还能过滤伤眼的短波蓝光。经过人眼测试,长时间看添加了钙钛矿量子点的屏幕,眼睛不容易酸胀疲劳。
跟随陈兰兰行走于生产线,这位“色彩大师”的诞生历程逐渐清晰:生产时,先制作量子点粉末,经过多层包覆、提纯干燥,做成高浓度量子点母粒,再和塑料基材混合挤出成型,最终得到钙钛矿量子点扩散板成品,成品最大可达110英寸。“这条生产线自带视觉检测相机,板材上的黑点、杂质、划痕,系统会自动识别,第一时间裁切分拣不合格产品。”
“板材内部是三层光学结构,斜着看能看见特殊的光学纹路。板材表面设计了特殊的光学纹路,让光线分布更均匀。”温州锌芯钛晶生产副总刘海鹏拿起一块扩散板样品介绍,这块板是液晶电视里面的核心零件,电视灯条发出蓝光,经过这块量子点扩散板,就会转化成红光和绿光,画面色彩也就变得更加丰富。

生产线 记者 汪雨晨 摄
钙钛矿量子点具有出色的光致发光量子产率和高颜色纯度。这种特性非常适合电子和光电子应用,因此钙钛矿量子点在实际生活中具有巨大的应用潜力,其中一些已经正式投入生产使用,包括LED显示器和量子点太阳能电池。但它有个致命短板,很容易被水汽、氧气破坏,稳定性差,这也是长期困扰全球行业的难题。
如何突破?2022年,锌芯钛晶团队研发出全固态无机双基质双层包覆技术,相当于给微小的量子点穿上两层“防护外套”,“内层锁住离子,抵挡光和高温;外层氧化物筛隔绝水和氧气,成功解决量产路上最大的拦路虎。”陈兰兰说。
对比国外常用的镉系量子点,这款国产新材料优势明显。“传统镉系量子点含有重金属,生产成本高。我们的钙钛矿量子点不含重金属和镉,成本显著下降。并且镉属于高毒性重金属,不符合欧盟环保规范,欧盟将在2027年底终止对显示设备中含镉量子点的特定豁免。”陈兰兰解释,过去镉系材料用溶液生产,会产生大量废水,单单防水隔氧这道工序就占总成本30%。而这套全固态工艺省去这一步,既降低成本,也更加环保。
一材多用跨界拓展
科创项目跑出产业化加速度
这项成果落地温州,离不开世界青年科学家峰会带来的人才虹吸效应。世界青年科学家峰会自2019年首次举办以来,至今已连续举办7届。2026世界青年科学家峰会即将于10月24日在温州启幕。而这一突破便是世界青年科学家峰会引才的成果,2021年,中国科学院院士叶志镇团队被引入温州,依托温州市领军型人才创新创业项目落地钙钛矿发光量子点产业化项目。
据悉,团队2012年就在浙江大学开启相关研究,实验室中研制出的材料性能优异,但稳定性短板一直难以突破,长期停留在小批量研发阶段,找不到产业化落地场景。
依托浙江大学温州研究院“研发中心+孵化企业”“科学家+企业家”的成果转化模式,当地政府主动牵线,帮助科研团队对接当地显示产业链企业,找到了液晶电视扩散板这一应用方向,把实验室技术推向市场。
在屏幕显示领域实现产业化突破后,钙钛矿量子点的应用想象空间被进一步打开。
温州锌芯钛晶科技有限公司正在同时布局四大应用方向:新型显示、健康照明、印刷电子、智慧农业。企业联合中国眼谷,开发了护眼手机贴膜,贴膜可以释放有益红光,帮助保护视力;在健康照明领域,科研团队利用材料调节光线光谱,模拟上午10点的自然光,削弱有害蓝光,开发护眼台灯、落地大路灯,打造更护眼的室内光线环境;在智慧农业场景,铺在大棚上的量子点薄膜可以调整阳光光谱,促进作物光合作用,让瓜果提前成熟,甜度和产量也能提升。目前试点大棚已经落地平阳、乐清、海南等地,试种番茄、哈密瓜、蓝莓等经济作物。明年,锌芯钛晶还打算把试验品种拓展到杨梅、柚子、葡萄。

不同状态的钙钛矿量子点材料 记者 汪雨晨 摄
目前,温州锌芯钛晶科技生产的量子点母粒、量子点扩散板,已成功导入京东方、海信、长虹等企业的供应链,提升显示性能和色彩还原度。相关业务累计销售额已经突破3亿元。企业营收也在稳步增长,2023年销售额2000万元,2024年增长至8000万元,2025年产值达到1.1亿元,截至目前累计销售额突破3亿元。
从攻克世界级材料难题,建成全球首条全固态生产线,到在多个领域实现规模化应用,温州锌芯钛晶科技的成长,正是浙江培育科技新小龙、推动科研成果产业化的生动案例。眼下温州持续发力新材料赛道,培育专精特新科创企业,依靠硬核科技,不断培育壮大新质生产力。
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