Уводзіны: Чэнь Шумін і іншыя з Паўднёвага ўніверсітэта навукі і тэхналогій распрацавалі паслядоўна злучаны святловыпрамяняльны дыёд з квантавымі кропкамі, выкарыстоўваючы празрысты токаправодны аксід цынку індыя ў якасці прамежкавага электрода. Дыёд можа працаваць пры станоўчым і адмоўным цыклах пераменнага току са знешнім квантавым ККД 20,09% і 21,15% адпаведна. Акрамя таго, падключыўшы некалькі паслядоўна падлучаных прылад, панэль можа працаваць непасрэдна ад бытавой сеткі пераменнага току без неабходнасці складаных бэкэнд-схем. Пры напрузе 220 В/50 Гц энергаэфектыўнасць чырвонай панэлі падключы і працуй складае 15,70 лм Вт-1, а рэгуляваная яркасць можа дасягаць да 25834 кд м-2.
Святлодыёды (святлодыёды) сталі асноўнай тэхналогіяй асвятлення дзякуючы іх высокай эфектыўнасці, доўгаму тэрміну службы, перавагам у цвёрдацельным стане і экалагічнай бяспецы, задавальняючы сусветны попыт на энергаэфектыўнасць і экалагічнасць. Як паўправадніковы pn-дыёд, святлодыёд можа працаваць толькі пад кіраваннем нізкавольтнай крыніцы пастаяннага току (DC). З-за аднанакіраванай і бесперапыннай ін'екцыі зарада зарады і джоўлева нагрэў назапашваюцца ўнутры прылады, тым самым зніжаючы стабільнасць працы святлодыёда. Акрамя таго, глабальнае электразабеспячэнне ў асноўным заснавана на пераменным току высокага напружання, і многія бытавыя прыборы, такія як святлодыёдныя ліхтары, не могуць непасрэдна выкарыстоўваць пераменны ток высокага напружання. Такім чынам, калі святлодыёд працуе ад бытавой электрычнасці, патрабуецца дадатковы пераўтваральнік пераменнага току ў пастаянны ток у якасці пасярэдніка для пераўтварэння высакавольтнай энергіі пераменнага току ў энергію пастаяннага току нізкага напружання. Тыповы пераўтваральнік AC-DC уключае трансфарматар для зніжэння напружання сеткі і схему выпрамніка для выпроствання ўваходнага пераменнага току (гл. малюнак 1а). Хаця эфектыўнасць пераўтварэння большасці пераўтваральнікаў пераменнага току ў пастаянны можа дасягаць больш за 90%, у працэсе пераўтварэння ўсё яшчэ ёсць страты энергіі. Акрамя таго, каб наладзіць яркасць святлодыёда, трэба выкарыстоўваць спецыяльную схему кіравання для рэгулявання крыніцы харчавання пастаяннага току і забеспячэння ідэальнага току для святлодыёда (гл. дадатковы малюнак 1b).
Надзейнасць схемы драйвера будзе ўплываць на даўгавечнасць святлодыёдных ліхтароў. Такім чынам, укараненне пераўтваральнікаў AC-DC і драйвераў пастаяннага току не толькі цягне за сабой дадатковыя выдаткі (якія складаюць каля 17% ад агульнага кошту святлодыёдных лямпаў), але таксама павялічвае энергаспажыванне і зніжае даўгавечнасць святлодыёдных лямпаў. Такім чынам, распрацоўка святлодыёдных або электралюмінесцэнтных (EL) прылад, якія можна непасрэдна кіраваць бытавымі напругамі 110 В/220 В 50 Гц/60 Гц без патрэбы ў складаных бэкэнд-электронных прыладах, вельмі пажаданая.
За апошнія некалькі дзесяцігоддзяў было прадэманстравана некалькі электралюмінесцэнтных прылад з кіраваннем пераменным токам (AC-EL). Тыповы электронны баласт пераменнага току складаецца з пласта, які выпраменьвае флуарэсцэнтны парашок, размешчаны паміж двума ізаляцыйнымі пластамі (малюнак 2а). Выкарыстанне ізаляцыйнага пласта прадухіляе ўвядзенне знешніх носьбітаў зарада, таму праз прыладу не праходзіць пастаянны ток. Прылада выконвае функцыю кандэнсатара, і пад дзеяннем моцнага электрычнага поля пераменнага току электроны, якія ўтвараюцца ўнутры, могуць тунэлявацца ад кропкі захопу да эмісійнага пласта. Пасля атрымання дастатковай кінетычнай энергіі электроны сутыкаюцца з люмінесцэнтным цэнтрам, вырабляючы эксітоны і выпраменьваючы святло. З-за немагчымасці ін'екцыі электронаў звонку электродаў яркасць і эфектыўнасць гэтых прылад значна ніжэйшыя, што абмяжоўвае іх прымяненне ў галіне асвятлення і дысплея.
Каб палепшыць яго характарыстыкі, людзі распрацавалі электронныя баласты пераменнага току з адным пластом ізаляцыі (гл. дадатковы малюнак 2b). У гэтай структуры падчас станоўчага паўперыяду прывада пераменнага току носьбіт зарада непасрэдна ўводзіцца ў эмісійны пласт з вонкавага электрода; Эфектыўнае выпраменьванне святла можна назіраць шляхам рэкамбінацыі з іншым тыпам носьбіта зарада, які ствараецца ўнутры. Аднак падчас адмоўнага паўцыкла прывада пераменнага току ўведзеныя носьбіты зарада будуць вызвалены з прылады і, такім чынам, не будуць выпраменьваць святло. З-за таго, што выпраменьванне святла адбываецца толькі падчас паўцыкла прывада, эфектыўнасць гэтай прылады пераменнага току ніжэй, чым у прылад пастаяннага току. Акрамя таго, з-за характарыстык ёмістасці прылад электралюмінесцэнтныя характарыстыкі абодвух прылад пераменнага току залежаць ад частаты, і аптымальная прадукцыйнасць звычайна дасягаецца на высокіх частотах у некалькі кілагерц, што робіць іх цяжка сумяшчальнымі са стандартнай бытавой сеткай пераменнага току пры нізкіх частоты (50 герц/60 герц).
Нядаўна нехта прапанаваў электронную прыладу пераменнага току, якая можа працаваць на частатах 50/60 Гц. Гэта прылада складаецца з двух паралельных прылад пастаяннага току (гл. малюнак 2c). Шляхам электрычнага замыкання верхніх электродаў дзвюх прылад і падлучэння ніжніх копланарных электродаў да крыніцы сілкавання пераменнага току можна па чарзе ўключаць дзве прылады. З пункту гледжання ланцуга, гэта прылада пераменнага і пастаяннага току атрымліваецца паслядоўным злучэннем прылады прамога руху і прылады зваротнага ходу. Калі прылада прамога руху ўключана, прылада зваротнага ходу адключаецца, дзейнічаючы як рэзістар. З-за наяўнасці супраціву эфектыўнасць электралюмінесцэнцыі адносна нізкая. Акрамя таго, святловыпрамяняльныя прылады пераменнага току могуць працаваць толькі пры нізкім напружанні і не могуць спалучацца непасрэдна са стандартнай бытавой электрычнасцю 110 В/220 В. Як паказана на дадатковым малюнку 3 і дадатковай табліцы 1, прадукцыйнасць (яркасць і энергаэфектыўнасць) зарэгістраваных прылад харчавання пераменнага і пастаяннага току, якія працуюць ад высокага напружання пераменнага току, ніжэй, чым у прылад пастаяннага току. Да гэтага часу не існуе ніводнай прылады сілкавання пераменнага і пастаяннага току, якая магла б непасрэдна працаваць ад бытавой электрычнасці 110 В/220 В, 50 Гц/60 Гц і мела б высокую эфектыўнасць і працяглы тэрмін службы.
Чэнь Шумін і яго каманда з Паўднёвага ўніверсітэта навукі і тэхналогій распрацавалі паслядоўна злучаны святловыпрамяняльны дыёд з квантавымі кропкамі, выкарыстоўваючы празрысты токаправодны аксід цынку індыя ў якасці прамежкавага электрода. Дыёд можа працаваць пры станоўчым і адмоўным цыклах пераменнага току са знешнім квантавым ККД 20,09% і 21,15% адпаведна. Акрамя таго, падключыўшы некалькі паслядоўна падлучаных прылад, панэль можа працаваць непасрэдна ад бытавой сеткі пераменнага току без неабходнасці ў складаных бэкэнд-ланцугах. Пры напрузе 220 В/50 Гц энергаэфектыўнасць чырвонай панэлі "падключы і працуй" складае 15,70 lm W-1, а рэгуляваная яркасць можа дасягаць да 25834 кд м-2. Распрацаваная святлодыёдная панэль з квантавымі кропкамі «падключы і працуй» можа вырабляць эканамічныя, кампактныя, эфектыўныя і стабільныя цвёрдацельныя крыніцы святла, якія можна сілкаваць непасрэдна ад бытавога пераменнага току.
Узята з Lightingchina.com
Час публікацыі: 14 студзеня 2025 г