ВЪВЕДЕНИЕ: Chen Shuming и други от Южния университет за наука и технологии са разработили серия, свързана с квантова точка за излъчване на DOT, като използват прозрачен проводим индиев цинков оксид като междинен електрод. Диодът може да работи при положителни и отрицателни редуващи се цикли на ток, с външна квантова ефективност съответно 20,09% и 21,15%. В допълнение, чрез свързване на множество серийни свързани устройства, панелът може да бъде директно задвижван от променливотоковата мощност на домакинството, без да е необходимо сложни схеми на заден план. Под задвижването на 220 V/50 Hz ефективността на захранването на червения панел и възпроизвеждане е 15,70 LM W-1, а регулируемата яркост може да достигне до 25834 Cd M-2.
Диодите за излъчване на светлина (светодиоди) са се превърнали в основната технология за осветление поради тяхната висока ефективност, дълъг живот, твърдо състояние и предимства на безопасността на околната среда, отговарящи на глобалното търсене на енергийна ефективност и устойчивост на околната среда. Като полупроводник PN диод, LED може да работи само под задвижването на източник на директен ток с ниско напрежение (DC). Поради еднопосоченото и непрекъснато инжектиране на заряд, натрупването на заряди и отопление на джуле се натрупват в устройството, като по този начин намаляват оперативната стабилност на светодиода. В допълнение, глобалното захранване се основава главно на променлив ток с високо напрежение и много домакински уреди като LED светлини не могат директно да използват редуващ се ток с високо напрежение. Следователно, когато светодиодът се задвижва от домакинските електроенергия, е необходим допълнителен AC-DC конвертор като посредник за преобразуване на променливотоковата мощност с високо напрежение в постоянен ток с ниско напрежение. Типичният AC-DC преобразувател включва трансформатор за намаляване на напрежението на мрежата и верига на изправител за отстраняване на входа на променлив ток (виж Фигура 1А). Въпреки че ефективността на конверсия на повечето AC-DC преобразуватели може да достигне над 90%, все още има загуба на енергия по време на процеса на преобразуване. В допълнение, за да се регулира яркостта на светодиода, трябва да се използва специална верига за шофиране за регулиране на захранването на постоянен ток и осигуряване на идеалния ток за светодиода (виж Допълнителна фигура 1В).
Надеждността на веригата на водача ще повлияе на издръжливостта на LED светлините. Следователно въвеждането на AC-DC конвертори и DC драйвери не само наема допълнителни разходи (представляващи около 17% от общата цена на LED лампата), но също така увеличава консумацията на енергия и намалява издръжливостта на LED лампите. Следователно, разработването на LED или електролуминесцентни (EL) устройства, които могат да бъдат директно задвижвани от домакинството 110 V/220 V напрежения от 50 Hz/60 Hz, без да е необходимо сложни електронни устройства, е много желателно.
През последните няколко десетилетия са демонстрирани няколко устройства с променлив ток (AC-EL). Типичният променлив електронен баласт се състои от флуоресцентно прах, излъчващ слой, сандвичил между два изолационни слоя (Фигура 2А). Използването на изолационен слой предотвратява инжектирането на външни носители на заряд, така че през устройството няма директен ток. Устройството има функция на кондензатор и под задвижването на високо променливотоково електрическо поле електроните, генерирани вътрешно, могат да тунел от точката на заснемане към емисионния слой. След получаване на достатъчна кинетична енергия, електроните се сблъскват с луминесцентния център, произвеждайки екситони и излъчваща светлина. Поради невъзможността да се инжектират електрони извън електродите, яркостта и ефективността на тези устройства са значително по -ниски, което ограничава приложенията им в полетата на осветлението и дисплея.
За да подобрят работата си, хората са проектирали електронни баласти с променлив ток с един изолационен слой (виж Допълнителна фигура 2В). В тази структура, по време на положителния половин цикъл на променливотоковото задвижване, носителят на заряда се инжектира директно в емисионния слой от външния електрод; Ефективното излъчване на светлина може да се наблюдава чрез рекомбинация с друг вид носител на заряда, генериран вътрешно. Въпреки това, по време на отрицателния половин цикъл на променливотоковото задвижване, носителите на инжектирания заряд ще бъдат освободени от устройството и следователно няма да излъчват светлина. е по -нисък от този на постояннотоковите устройства. В допълнение, поради характеристиките на капацитета на устройствата, ефективността на електролуминесценцията и на двете променливи устройства зависи от честотата и обикновено се постига оптимална производителност при високи честоти от няколко килохърт, което ги затруднява да бъдат съвместими със стандартната захранване на домакинството при ниска честоти (50 херц/60 херц).
Наскоро някой предложи променливотоково устройство, което може да работи с честоти от 50 Hz/60 Hz. Това устройство се състои от две успоредни постоянни устройства (виж фигура 2в). Чрез електрически късо съединение горните електроди на двете устройства и свързване на долните копланарни електроди към източник на променлив ток, двете устройства могат да бъдат включени алтернативно. От гледна точка на веригата това устройство AC-DC се получава чрез свързване на напред устройство и обратното устройство последователно. Когато устройството напред е включено, обратното устройство е изключено, действайки като резистор. Поради наличието на резистентност ефективността на електролуминесценцията е сравнително ниска. В допълнение, устройствата за излъчване на променлив ток могат да работят само при ниско напрежение и не могат да се комбинират директно със 110 V/220 V стандартно домакинство. Както е показано на допълнителна фигура 3 и допълнителна таблица 1, производителността (яркост и ефективност на захранването) на отчетените устройства за мощност AC-DC, задвижвани от високо напрежение на променлив ток, е по-ниска от тази на постояннотоковите устройства. Засега няма устройство за захранване на AC-DC, което може да бъде директно задвижвано от домакинството на електроенергия при 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz и има висока ефективност и дълъг живот.
Чен Шуминг и неговият екип от Южния университет за наука и технологии са разработили серия, свързана с квантов DOT светлинна диода, използвайки прозрачен проводим индиев цинков оксид като междинен електрод. Диодът може да работи при положителни и отрицателни редуващи се цикли на ток, с външна квантова ефективност съответно 20,09% и 21,15%. В допълнение, чрез свързване на множество серийни свързани устройства, панелът може да бъде директно задвижван от променливотоковата мощност на домакинството без нужда от сложни заден край. LM W-1 и регулируемата яркост могат да достигнат до 25834 Cd M-2. Разработеният Plug and Play Quantum Dot LED панел може да произвежда икономични, компактни, ефективни и стабилни източници на светлинно състояние, които могат да бъдат директно захранвани от домакински променлив ток.
Взета от Lightingchina.com
Време за публикация: януари-14-2025