林雪平大学&山东大学Nature Sustainability：钙钛矿LED可持续发展

钙钛矿发光二极管（PeLEDs）正逐渐成为下一代照明和显示技术的领跑者。然而，尽管技术发展迅速，但对PeLEDs环境和经济影响仍然缺乏全面了解。瑞典林雪平大学高峰、山东大学李佳硕研究团队在Nature Sustainability上发表论文，突破传统技术研发仅关注性能优化的局限，首次从 环境-经济-技术三元平衡视角 为PeLEDs的可持续商业化提供科学依据，既消除对铅毒性的过度担忧，又量化了关键性能阈值与成本目标，推动其从实验室创新向产业化落地的跨越。论文以“Towards sustainable perovskite light-emitting diodes”为题于2025年1月15日发表于Nature Sustainability。

这篇论文围绕钙钛矿发光二极管（PeLEDs）的可持续商业化问题，提出了以下核心创新点：

1. 首次系统性全生命周期评估（LCA）与技术经济分析（TEA）

对 18种典型PeLEDs 的环境影响（如碳排放、毒性）与经济成本进行 “摇篮到坟墓”全生命周期量化，填补了该技术领域环境与经济综合评估的空白。

发现PeLEDs的 环境性能与成熟OLED技术相当，且 铅（Pb）并非其主要毒性来源（因发光层仅数十纳米厚，铅贡献可忽略），挑战了传统对含铅钙钛矿的毒性担忧。

2. 提出PeLEDs可持续商业化的关键阈值

明确 器件寿命需达10,000小时量级 以抵消其相对环境影响，为技术研发设定清晰目标。

预测未来PeLEDs的 生产成本可降至约100美元/平方米，与商用OLED面板成本相当，证明其经济可行性。

3. 构建多利益相关者协同框架

提出PeLEDs商业化需 环境、经济、技术三大支柱协同：政策端（政府法规）需推动可持续制造标准；生产端（企业）需通过规模化生产降低成本；消费端（用户）需接受合理溢价。

为产业界提供从实验室到市场的转化路径设计指南。

4. 技术优化方向与能效分类建议

指出 发光功率效率（Luminous Power Efficiency） 是未来提升能效等级的核心指标，需优先优化。

强调 图案化（Patterning）与背板（Backplane）工艺 对整体环境影响的普适性（非PeLEDs独有），需跨技术协同改进。

图1：钙钛矿发光二极管的生命周期。

图2：生命周期影响概况。

图3：PeLED的毒性来源。

图4：工业规模PeLED的环境效益。

图5：PeLED的商业潜力。

论文地址：https://www.nature.com/articles/s41893-024-01503-7