ניתוח המסלולים הטכניים העיקריים של נוריות אור לבן לתאורה

1. שבב LED כחול + סוג זרחן צהוב-ירוק כולל סוג נגזרת זרחן רב צבעים

 שכבת הזרחן הצהוב-ירוק סופגת חלק מה-אור כחולשל שבב ה-LED כדי לייצר פוטו-luminescence, והחלק השני של האור הכחול משבב ה-LED מועבר מחוץ לשכבת הזרחן ומתמזג עם האור הצהוב-ירוק הנפלט מהזרחן בנקודות שונות בחלל, והאדום, אור ירוק וכחול מעורבב ליצירת אור לבן;בדרך זו, הערך התיאורטי הגבוה ביותר של יעילות המרת פוטו-לומינצנציית זרחן, שהיא אחת מהיעילות הקוונטית החיצונית, לא יעלה על 75%;וקצב חילוץ האור הגבוה ביותר מהשבב יכול להגיע רק לכ-70%, כך שבתיאוריה, אור כחול לבן יעילות האור הגבוהה ביותר של LED לא תעלה על 340 Lm/W, וה-CREE הגיע ל-303Lm/W בשנים האחרונות.אם תוצאות הבדיקה מדויקות, כדאי לחגוג.

 

2. השילוב של אדום, ירוק וכחולLED RGBסוג כולל סוג RGBW-LED וכו'.

 שלושת הדיודות פולטות האור של R-LED (אדום) + G-LED (ירוק) + B- LED (כחול) משולבות יחד, ושלושת צבעי היסוד של אדום, ירוק וכחול מעורבבים ישירות בחלל ליצירת לבן אוֹר.על מנת להפיק בדרך זו אור לבן בעל יעילות גבוהה, ראשית, נורות לד בצבעים שונים, ובמיוחד נוריות ירוקות, חייבות להיות מקורות אור בעלי יעילות גבוהה, אשר ניתן לראות מ"אור לבן שווה אנרגיה" בו אור ירוק אחראי כ-69%.נכון לעכשיו, יעילות האור של נורות LED כחולות ואדומות הייתה גבוהה מאוד, עם יעילות קוונטית פנימית העולה על 90% ו-95%, בהתאמה, אך היעילות הקוונטית הפנימית של נוריות LED ירוקות נמצאת הרחק מאחור.תופעה זו של יעילות נמוכה של אור ירוק של נוריות LED מבוססות GaN נקראת "פער האור הירוק".הסיבה העיקרית היא שנורות LED ירוקות לא מצאו חומרים אפיטקסיאליים משלהן.חומרים קיימים מסדרת ארסן זרחן ניטריד בעלי יעילות נמוכה בספקטרום הצהוב-ירוק.חומרים אפיטקסיאליים אדומים או כחולים משמשים לייצור נוריות LED ירוקות.בתנאי של צפיפות זרם נמוכה יותר, מכיוון שאין אובדן המרת זרחן, לד ירוק יש יעילות זוהרת גבוהה יותר מאשר אור ירוק מסוג כחול + זרחן.דווח כי יעילות האור שלו מגיעה ל-291Lm/W במצב של זרם 1mA.עם זאת, הירידה ביעילות האור של האור הירוק הנגרמת על ידי אפקט דרופ תחת זרם גדול יותר היא משמעותית.כאשר צפיפות הזרם עולה, יעילות האור יורדת במהירות.בזרם של 350mA, יעילות האור היא 108Lm/W.בתנאי 1A, יעילות האור יורדת.עד 66Lm/W.

עבור פוספינים III, פליטת האור לרצועה הירוקה הפכה למכשול מהותי למערכת החומרים.שינוי ההרכב של AlInGaP כדי לגרום לו לפלוט אור ירוק במקום אדום, כתום או צהוב - הגורם להגבלת נשא לא מספקת נובע מפער האנרגיה הנמוך יחסית של מערכת החומרים, אשר אינו כולל ריקומבינציה יעילה של קרינה.

לכן, הדרך לשפר את יעילות האור של נוריות LED ירוקות: מצד אחד, למד כיצד להפחית את אפקט ה-Drop בתנאים של חומרים אפיטקסיאליים קיימים כדי לשפר את יעילות האור;בצד השני, השתמש בהמרת הפוטו-לומינסצנציה של נוריות LED כחולות וזרחנים ירוקים כדי לפלוט אור ירוק.שיטה זו יכולה להשיג אור ירוק בעל יעילות אור גבוהה, אשר תיאורטית יכול להשיג יעילות אור גבוהה יותר מהאור הלבן הנוכחי.זה שייך לאור ירוק לא ספונטני.אין בעיה עם תאורה.אפקט האור הירוק המתקבל בשיטה זו עשוי להיות גדול מ-340 Lm/W, אך הוא עדיין לא יעלה על 340 Lm/W לאחר שילוב אור לבן;שלישית, המשך לחקור ולמצוא חומר אפיטקסי משלך, רק בדרך זו, יש שביב של תקווה שאחרי השגת אור ירוק שהוא הרבה יותר גבוה מ-340 Lm/w, האור הלבן בשילוב שלושת צבעי היסוד של אדום, נוריות LED ירוקות וכחולות עשויות להיות גבוהות ממגבלת יעילות האור של נוריות לבנים לבנות שבב כחול של 340 lm/W.

 

3. LED אולטרה סגולשבב + שלושה זרחנים צבעוניים פולטים אור 

הפגם הטבוע העיקרי של שני הסוגים הנ"ל של נוריות לבנים לבנות הוא חלוקה מרחבית לא אחידה של זוהר וצבעוניות.האור האולטרה סגול אינו מורגש בעין האנושית.לכן, לאחר שהאור האולטרה סגול יוצא מהשבב, הוא נספג על ידי שלושת הזרחנים הצבעוניים העיקריים של שכבת האנקפסולציה, הופך לאור לבן על ידי הפוטו-luminescence של הזרחן, ואז נפלט לחלל.זהו היתרון הגדול ביותר שלה, בדיוק כמו מנורות פלורסנט מסורתיות, אין לה אי אחידות צבע מרחבית.עם זאת, יעילות האור התיאורטית של LED האור הלבן מסוג שבב אולטרה סגול לא יכולה להיות גבוהה מהערך התיאורטי של האור הלבן מסוג שבב כחול, שלא לדבר על הערך התיאורטי של האור הלבן מסוג RGB.עם זאת, רק באמצעות פיתוח של זרחנים תלת-ראשוניים בעלי יעילות גבוהה המתאימים לעירור אור אולטרה סגול, ניתן בשלב זה להשיג נוריות אור לבן אולטרה סגול הקרובות או אפילו גבוהות יותר משתי נוריות האור הלבנות הנ"ל.ככל שה-LED של האור האולטרה-סגול הכחול קרוב יותר, האפשרות ככל ש-LED האור הלבן גדול יותר מסוג אולטרה-סגול גל בינוני וגלים קצרים הוא בלתי אפשרי.


זמן פרסום: 24 באוגוסט 2021