211service.com
Žali šviesos diodai efektyviam apšvietimui
Naujas požiūris į šviesos diodų (LED) gamybą galėtų būti naudojamas siekiant padidinti jų efektyvumą 20 procentų ir gauti aukštesnės kokybės šviesą nei įprasti šviesos diodai. Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos (NREL) mokslininkai Goldene, CO, pademonstravo šį metodą sukūrę geltonai žalią šviesos diodą, kurį netrukus būtų galima sujungti su kitomis spalvotomis šviesos diodais, kad būtų gauta balta šviesa. Naujasis šviesos diodas gali padėti pakeisti dabartinius neefektyvius baltos šviesos generavimo būdus.
Žalia šviesa : Šį galio-indžio fosfido šviesos diodą pagamino Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos mokslininkai.
Šviesos diodai , įrenginiai, skleidžiantys fotonus, kai juos veikia elektros krūvis, yra efektyvesni ir tarnauja ilgiau nei kaitrinės lemputės. Keisdami puslaidininkinių šviesos diodų sudėtį, medžiagų mokslininkai gali priversti įrenginius skleisti skirtingas spalvas. Mažiausiai, norint gaminti baltą šviesą, reikia derinti raudoną, mėlyną ir žalią, tačiau iki šiol gerai išvystyti tik raudoną ir mėlyną šviesą spinduliuojantys diodai. Norėdami gaminti žalią šviesą, LED gamintojai paprastai naudoja vieną ar daugiau fosforo medžiagų mėlyniems šviesos diodams. Fosporai didelės energijos mėlynojo spektro šviesą paverčia mažesnės energijos šviesa tokiu būdu, kuris sumažina bendrą šviesumą maždaug 20 procentų.
Norėdami pašalinti šį efektyvumo praradimą, mokslininkai bandė sukurti efektyvius žalius šviesos diodus, kuriems nereikia fosforo. Tačiau pagrindinis kliūtis yra tai, kad skirtingos žinomos puslaidininkinės medžiagos, kurios gali būti sujungtos, kad skleistų žalią šviesą, paprastai indžio ir galio nitridas, turi skirtingo dydžio kristalinės gardelės struktūras. Kad puslaidininkiai veiktų efektyviai, kiekvienas įrenginio sluoksnis turi turėti panašaus dydžio gardelės struktūrą, kaip ir sluoksnis, esantis virš arba po juo.
Siekdami išvengti grotelių dydžio neatitikimo, NREL mokslininkai naudojo gamybos metodą, kurį jie anksčiau sukūrė labai efektyviems kelių jungčių saulės elementams kurti. Jų metodas grindžiamas papildomų kitų puslaidininkių medžiagų sluoksnių naudojimu su vidutinio dydžio grotelių struktūromis, kurios užpildo tarpą tarp skirtingų dydžių puslaidininkių. Jei bandysite tai padaryti vienu šūviu, viskas bus sugedusi, sako Angelo Mascarenhas , NREL Pagrindinių mokslų centro kietojo kūno spektroskopijos komandos vadovas. Turite palaipsniui auginti sluoksnių seką.
Taikydami tas pačias koncepcijas šviesos diodams, Mascarenhas ir kolegos sujungė aliuminio galio indžio fosfidą ir galio arsenidą – dvi gerai išvystytas puslaidininkines medžiagas, kurios davė geltonai žalią spalvą. Jei jie dabar gali sukurti mėlynai žalią šviesos diodą, jie gali sujungti du beveik žalius diodus su esamais raudonais ir mėlynais šviesos diodais, kurie duotų aukštos kokybės baltą šviesą, kurios spalvų perteikimo indeksas (CRI) viršytų 90. Tai būtų daug geriau. nei 70-ųjų reitingai, kuriuos paprastai gauna įprasti šviesos diodai. (Saulės šviesa yra standartinė, o CRI yra 100.)
Eugenijus Fitzgeraldas Tačiau MIT medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius teigia, kad sukurti didelio efektyvumo mėlynai žalią šviesos diodą yra daug sunkiau nei geltonai žalią šviesos diodą, kurį jie ką tik sukūrė. Geltonai žaliuose šviesos dioduose naudojami arsenidiniai fosfidai – medžiagos, kurios yra daug labiau sukurtos naudoti kaip šviesos diodai, nei nitridiniai diodai, reikalingi mėlynai žaliai šviesai skleisti. Jis sako, kad medžiagų mokslas nitridų srityje vis dar yra labai primityvus, kai kalbama apie masinę gamybą, o arsenido-fosfido diodus galima labai lengvai pakeisti.
Fitzgeraldas prieš keletą metų sukūrė geltonai žalią šviesos diodą, naudodamas sluoksniavimo metodus, panašius į tuos, kurie neseniai buvo naudojami NREL. Dabar jis bando toliau stumti arsenidą-fosfidus, kad gautų grynai žalią šviesos diodą trijų spalvų šviesai, o ne taikydamas keturių spalvų metodo, kurio laikosi Mascarenhasas ir jo kolegos.