Уводзіны: Чэнь Шумін і іншыя з Паўднёвага ўніверсітэта навукі і тэхналогій распрацавалі паслядоўна злучаны квантавы кропкавы святлодыёд, выкарыстоўваючы празрысты праводзячы аксід індыя і цынку ў якасці прамежкавага электрода. Дыёд можа працаваць пры станоўчых і адмоўных цыклах пераменнага току з знешняй квантавай эфектыўнасцю 20,09% і 21,15% адпаведна. Акрамя таго, шляхам паслядоўнага падключэння некалькіх прылад панэль можа быць непасрэдна падключана да бытавой сеткі пераменнага току без неабходнасці складаных бэк-ланцугоў. Пры сілкаванні ад 220 В/50 Гц энергаэфектыўнасць чырвонай панэлі тыпу «падключы і працуй» складае 15,70 лм/Вт, а рэгуляваная яркасць можа дасягаць 25834 кд/м².
Святлодыёды (LED) сталі асноўнай тэхналогіяй асвятлення дзякуючы сваёй высокай эфектыўнасці, працягламу тэрміну службы, перавагам у цвёрдацельным стане і экалагічнай бяспецы, задавальняючы глабальны попыт на энергаэфектыўнасць і экалагічную ўстойлівасць. Як паўправадніковы p-n дыёд, LED можа працаваць толькі ад крыніцы пастаяннага току нізкага напружання. З-за аднанакіраванай і бесперапыннай інжэкцыі зарада зарады і джоўлеўлеў нагрэў назапашваюцца ўнутры прылады, тым самым зніжаючы стабільнасць працы LED. Акрамя таго, глабальнае электразабеспячэнне ў асноўным заснавана на пераменным току высокага напружання, і многія бытавыя прыборы, такія як святлодыёдныя лямпы, не могуць непасрэдна выкарыстоўваць пераменны ток высокага напружання. Такім чынам, калі LED працуе ад бытавой электрычнасці, патрабуецца дадатковы пераўтваральнік пераменнага току ў пастаянны ток у якасці пасярэдніка для пераўтварэння пераменнага току высокага напружання ў пастаянны ток нізкага напружання. Тыповы пераўтваральнік пераменнага току ў пастаянны ток уключае трансфарматар для зніжэння напружання сеткі і выпрамнільную схему для выпрамлення ўваходнага пераменнага току (гл. малюнак 1a). Нягледзячы на тое, што эфектыўнасць пераўтварэння большасці пераўтваральнікаў пераменнага току ў пастаянны ток можа дасягаць больш за 90%, падчас працэсу пераўтварэння ўсё роўна адбываюцца страты энергіі. Акрамя таго, для рэгулявання яркасці святлодыёда неабходна выкарыстоўваць спецыяльную схему кіравання, якая рэгулюе крыніцу пастаяннага току і забяспечвае ідэальны ток для святлодыёда (гл. дадатковы малюнак 1b).
Надзейнасць схемы драйвера паўплывае на даўгавечнасць святлодыёдных лямпаў. Такім чынам, укараненне пераўтваральнікаў пераменнага ў пастаянны ток і драйвераў пастаяннага току не толькі спараджае дадатковыя выдаткі (на якія прыпадае каля 17% ад агульнага кошту святлодыёдных лямпаў), але і павялічвае спажыванне энергіі і зніжае даўгавечнасць святлодыёдных лямпаў. Таму вельмі пажадана распрацоўваць святлодыёдныя або электралюмінесцэнтныя (EL) прылады, якія можна непасрэдна кіраваць бытавой сеткай 110 В/220 В частатой 50 Гц/60 Гц без неабходнасці выкарыстання складаных электронных прылад.
За апошнія некалькі дзесяцігоддзяў было прадэманстравана некалькі электралюмінесцэнтных (AC-EL) прылад, якія працуюць на пераменным току. Тыповы электронны баласт пераменнага току складаецца з пласта флуарэсцэнтнага парашка, размешчанага паміж двума ізаляцыйнымі пластамі (малюнак 2a). Выкарыстанне ізаляцыйнага пласта прадухіляе інжэкцыю знешніх носьбітаў зарада, таму праз прыладу не праходзіць пастаянны ток. Прылада выконвае функцыю кандэнсатара, і пад уздзеяннем высокага электрычнага поля пераменнага току электроны, якія генеруюцца ўнутры, могуць тунэляваць ад кропкі захопу да пласта выпраменьвання. Пасля атрымання дастатковай кінетычнай энергіі электроны сутыкаюцца з цэнтрам люмінесцэнцыі, ствараючы эксітоны і выпраменьваючы святло. З-за немагчымасці інжэкцыі электронаў звонку электродаў яркасць і эфектыўнасць гэтых прылад значна ніжэйшыя, што абмяжоўвае іх прымяненне ў галіне асвятлення і дысплеяў.
Каб палепшыць яго прадукцыйнасць, былі распрацаваны электронныя баласты пераменнага току з адным ізаляцыйным пластом (гл. дадатковы малюнак 2b). У гэтай структуры падчас станоўчага паўперыяду кіравання пераменным токам носьбіт зарада непасрэдна ўводзіцца ў эмісійны пласт з вонкавага электрода; эфектыўнае выпраменьванне святла можна назіраць шляхам рэкамбінацыі з іншым тыпам носьбіта зарада, які генеруецца ўнутры. Аднак падчас адмоўнага паўперыяду кіравання пераменным токам уведзеныя носьбіты зарада будуць вызваляцца з прылады і, такім чынам, не будуць выпраменьваць святло. З-за таго, што выпраменьванне святла адбываецца толькі падчас паўперыяду кіравання, эфектыўнасць гэтай прылады пераменнага току ніжэйшая, чым у прылад пастаяннага току. Акрамя таго, з-за ёмістных характарыстык прылад, электралюмінесцэнтныя характарыстыкі абедзвюх прылад пераменнага току залежаць ад частаты, і аптымальная прадукцыйнасць звычайна дасягаецца на высокіх частотах у некалькі кілагерц, што абцяжарвае іх сумяшчальнасць са стандартнай бытавой сеткай пераменнага току на нізкіх частотах (50 герц/60 герц).
Нядаўна хтосьці прапанаваў электронную прыладу пераменнага току, якая можа працаваць на частотах 50 Гц/60 Гц. Гэтая прылада складаецца з двух паралельных прылад пастаяннага току (гл. малюнак 2c). Шляхам электрычнага кароткага замыкання верхніх электродаў дзвюх прылад і падключэння ніжніх кампланарных электродаў да крыніцы пераменнага току, дзве прылады можна па чарзе ўключаць. З пункту гледжання схемы, гэтая прылада пераменнага току атрымліваецца шляхам паслядоўнага падключэння прылады прамога і зваротнага злучэння. Калі прылада прамога току ўключана, прылада зваротнага злучэння выключаецца, выконваючы ролю рэзістара. З-за наяўнасці супраціўлення эфектыўнасць электралюмінесцэнцыі адносна нізкая. Акрамя таго, святлодыёдныя прылады пераменнага току могуць працаваць толькі пры нізкім напружанні і не могуць быць непасрэдна спалучаны са стандартнай бытавой электрычнасцю 110 В/220 В. Як паказана на дадатковым малюнку 3 і ў дадатковай табліцы 1, прадукцыйнасць (яркасць і энергаэфектыўнасць) паведамленых прылад харчавання пераменнага току, якія працуюць ад высокага пераменнага напружання, ніжэйшая, чым у прылад пастаяннага току. Пакуль што не існуе прылады пераменнага і пастаяннага току, якая магла б працаваць непасрэдна ад бытавой электрычнасці 110 В/220 В, 50 Гц/60 Гц, і якая б мела высокую эфектыўнасць і працяглы тэрмін службы.
Чэнь Шумін і яго каманда з Паўднёвага ўніверсітэта навукі і тэхналогій распрацавалі паслядоўна злучаны квантавы кропкавы святлодыёд з выкарыстаннем празрыстага праводзячага аксіду індыя і цынку ў якасці прамежкавага электрода. Дыёд можа працаваць пры станоўчым і адмоўным цыклах пераменнага току з знешняй квантавай эфектыўнасцю 20,09% і 21,15% адпаведна. Акрамя таго, шляхам паслядоўнага падключэння некалькіх прылад панэль можа быць непасрэдна падключана да электрычнай сеткі пераменнага току без неабходнасці складаных бэк-схем. Пры сілкаванні ад сеткі пераменнага току 220 В/50 Гц энергаэфектыўнасць чырвонай панэлі "падключы і працуй" складае 15,70 лм/Вт, а рэгуляваная яркасць можа дасягаць 25834 кд/м². Распрацаваная падключаная квантава-кропкавая святлодыёдная панэль можа ствараць эканамічныя, кампактныя, эфектыўныя і стабільныя цвёрдацельныя крыніцы святла, якія могуць быць непасрэдна падключаны да электрычнай сеткі пераменнага току.
Узята з сайта Lightingchina.com
Час публікацыі: 14 студзеня 2025 г.