《量子点材料技术及市场-2023版》
2023-08-15 10:52:05   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

Quantum Dot Materials and Technologies 2024-2034

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据麦姆斯咨询介绍，量子点（QD）是三维尺寸在2~10纳米（10~50个原子）范围内具有尺寸可调特性的半导体纳米晶体。由于其纳米级尺度，它们表现出量子限制效应，从而产生显著的光学和电学特性。量子点的特性可以通过颗粒大小、材料和成分进行调整。

量子点材料选择

镉（Cd）基、铟（In）基、硫化铅（PbS）、钙钛矿以及新兴的硫铟铜（CuInS2）、砷化铟（InAs）、硒碲锌（ZnTeSe）等量子点材料具有不同的带隙，因而具有不同的吸收和发射光谱。这种微调能力使量子点具有广泛的应用潜力，特别是在显示器、图像传感器、光伏和照明等应用领域。

量子点广泛应用

自1980年首次发现以来，量子点在改良显示器、图像传感器、光伏、照明和温室薄膜技术方面显示出巨大的潜力。英国知名研究公司IDTechEx在这份最新发布的报告中提供了量子点材料的技术路线图，考量了各种应用中的技术组合将如何随着时间的推移而转变。

显示领域的成功应用

在显示领域，量子点技术已被广泛用于色彩增强组件，与传统液晶显示器（LCD）相比，量子点能够提供更宽的色域、更高的色彩精度和更高的亮度。激发时发射特定波长光的独特光致发光特性，使量子点能够将LED发出的蓝光转换为纯红色和绿色，从而实现更广泛和精确的调色板。

本报告对显示器中量子点集成方法的演变进行了研究，强调了薄膜型量子点相对于过时的侧管封装型光学器件的主导地位。尽管如此，在材料技术发展和制造技术改进的共同推动下，用于OLED和micro-LED（μLED）的量子点滤色器或芯片封装型等新兴方案正在获得发展势头，最终可能超过薄膜型方案。此外，报告分析认为量子点是显示器、跟踪效率和寿命改进的终极发射材料，同时报告深入研究了性能、寿命、沉积/图案化和器件设计等方面的持续挑战。

显示器中的量子点应用

图像传感器中的量子点应用

硫化铅量子点具有在宽波长范围内可调谐的优点，适用于近红外（NIR）或短波红外（SWIR）传感应用。一种有趣的可能应用出现了，因为它们可以与硅读出集成电路（ROIC）结合形成QD-Si NIR/SWIR混合图像传感器。

这种创新集成为实现高分辨率小像素硅基NIR/SWIR图像传感器提供了一条潜在途径，消除了InGaAs传感器与硅ROIC异质混合的必要性。这种低成本量子点混合图像传感器不仅可以面向传统InGaAs SWIR图像传感器实现的应用，而且有助于拓展新的应用。

随着第一代产品已经上市，行业巨头也开始涉足这一领域，这项技术的前景仍然很乐观。本报告深入探讨了QD-Si混合图像传感器，这类传感器可以同时实现高分辨率、低像素间距和全局快门，并且成本可能更低。本报告提供了相关的技术分析和厂商介绍。

量子点，点亮照明应用的未来？

现有的商业化产品基于量子点的光致发光特性，在照明领域展示了显著的潜力。它们可以作为颜色转换器集成到LED照明系统中，从而能够产生可调谐的高质量白光。基于量子点的LED可以实现卓越的显色指数（CRI）和色温，使其适用于室内照明及汽车照明等各种照明应用。此外，量子点的窄发射光谱降低了复杂的滤波需求，提高了能源效率并减少了光污染。

光伏应用中的量子点

量子点有望整合到光伏（PV）器件中，从而推动第三代太阳能电池的兴起。通过设计量子点的带隙以匹配太阳光谱的特定波段，这些电池可以有效捕获更宽泛波长的光，并实现多激子产生（MEG）效应，从而改善光捕获、提高转换效率，并在弱光条件下实现更好的性能。它们还可以为柔性、透明光伏应用提供潜力。该报告对多种光伏技术进行了对比分析，探讨了量子点应用需要克服的商业和技术挑战。

量子点光伏效率记录

量子点，改进并扩展应用？

量子点可以通过其光致发光和电致发光特性为各种应用中的现有技术提供附加值。针对不同用例重组供应链的潜力，也为相关厂商带来了新的机遇。

本报告基于IDTechEx在量子点领域的多年积累，通过对量子点材料的深入技术研究和市场分析，提供了数据驱动的全面评估和深入见解。报告提供的路线图全面考察并展望了各种应用中的量子点材料，包括必须解决的毒性问题、长期稳定性、大规模制造技术以及成本等挑战。研究人员正在积极探索无毒、更稳定的材料来克服这些障碍。此外，量子点合成技术和制造工艺的进步，有望加速降低生产成本，促进商业领域的广泛应用。

本报告提供了11个应用领域关于量子点材料市场需求（面积、重量和价值）的10年期市场预测，具体包括LCD电视、miniLED背光显示器、QD-OLED电视、QD-μLED电视、发射QLED显示器、光电探测器、照明、农用薄膜、科研等等。

IDTechEx的预测主要基于技术分析，提供了与现有技术的对比分析，各种技术何时以及如何实现商业化的现实条件和专家观点，报告提供了与行业专家的详细访谈、深入的市场洞察以及密切的趋势跟踪。

量子点材料全球市场预测

IDTechEx自2013年以来一直在研究量子点技术和市场。从那时起，IDTechEx通过访谈、公司访问和会议，一直密切关注量子点领域的最新研究和市场发展。

此外，IDTechEx还与许多客户密切合作，帮助他们更好地了解技术前沿和市场格局，以助其制定创新和商业化战略。

关于量子点材料分析，IDTechEx提供了先进电子材料和器件分析方面的丰富专业知识。过去20年来，IDTechEx密切观察了许多新兴技术的兴衰和成败。

这使IDTechEx在分析新兴电子材料技术时拥有独特的经验。这一点至关重要，因为它有助于IDTechEx构建更客观、更实际的市场和技术路线图，根据技术的内在特性以及面临的技术和商业挑战，如实反映该技术的真正潜力。

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