新型量子点白光LED发光效率创纪录,新型量子点led

据美国每日科学网站近日报道,土耳其科学家研制出了一种新型白光发光二极管,发光效率达到创纪录的105流明/瓦。研究人员称,随着进一步发展,这款LED的效率可达200流明/瓦以上,有望在家庭、办公室等领域大显身手,实现更节能环保的照明。

导读

新型LED使用市售的蓝色LED与柔性透镜相结合制造而成,柔性透镜填充有被称为量子点的纳米半导体颗粒的溶液,蓝色LED发出的光使量子点发出绿光和红光,其与蓝光结合产生了具有精确色温和光学特性的高质量白光。

威澳门尼斯人娱乐场,近日,土耳其科克大学(ko
university)的研究人员展示了一种基于纳米材料的白色发光二极管,它创造了发光效率的记录:105
流明/瓦。经过进一步开发,新型led可达到 200
流明/瓦的效率,从而成为一种可用于家庭、办公室和电视台的颇具前景的节能光源。

研究人员解释,在制造白光LED方面,量子点具有多项优势:便于制造;可通过增加半导体颗粒的大小来改变它们的发光颜色;改变掺入量子点的浓度,可控制光的特性。

背景

为了制造出这种LED,需要能将蓝光高效地转化为红光或绿光的量子点。为此,他们进行了300多项合成反应,得到了可发出不同颜色的光且效率表现最佳的量子点。他们在高温下混合镉、硒、锌、硫制成量子点溶液,将其填充在硅树脂制造的透镜与LED芯片之间的空隙。硅树脂透镜具有弹性,溶液注入其中不会产生任何泄露,而且材料的透明度保证了必需的光线可以通过。

led(light emitting
diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接将电转化为光。

目前,研究人员正着手提升LED的效率,并希望采用环保的无镉无铅材料。他们还计划研究不同条件下的液体LED,以保证它们可长期稳定地使用。

芬兰国家技术研究中心研发的柔性led

研究负责人、科克大学的赛达特·尼扎茂格鲁说:“新LED的效率比其他基于量子点的白光LED更高,而且,制造量子点及合成新LED的方法简单、便宜,适用于大规模生产。如果能用效率为200流明/瓦的LED取代传统照明光源,将使全球照明用电量减少一半以上,可减少2亿吨温室气体排放。”

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(图片来源:antti veijola/芬兰国家技术研究中心)

led的基本原理是:当电子与空穴复合时能辐射出可见光。led的核心器件是半导体晶片,晶片由两部分构成:一部分是p型半导体,一部分是n型半导体。两种半导体连接起来,就形成了“p-n结”。当电流作用于晶片时,电子流向p区并与空穴结合,然后以光子形式发出能量。

然而,发光的颜色,也就是光的波长,是由形成p-n结的材料决定的。一般来说,砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。

创新

近日,土耳其科克大学(ko
university)的研究人员展示了一种基于纳米材料的白色发光二极管,它创造了发光效率的记录:105
流明/瓦。发光效率是光通量与功率的比值,即衡量了光源利用电力产生光线的效率。通过进一步开发,新型led可以达到
200
流明/瓦的效率,从而成为一种可用于家庭、办公室和电视台的颇具前景的节能光源。

量子点白色led

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(图片来源:sedat nizamoglu, ko university)

在美国光学学会高影响力研究期刊《optica》上,研究人员描述了他们是如何创造出这种高效的白色led的。这种新型led采用了市场可以买得到的蓝色led,结合充满纳米尺寸半导体颗粒溶液的柔性透镜。蓝色led发出的光线引起量子点发出绿光和红光,并结合蓝光,创造出白光。

柔性透镜

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(图片来源:sedat nizamoglu, ko university)

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