INTRODUCERE: Chen Shuming și alții de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Sudul au dezvoltat o serie de diodă cu emisie de lumină cuantică conectată, folosind oxid de zinc indist-conductiv transparent ca electrod intermediar. Dioda poate funcționa sub cicluri de curent alternativ pozitive și negative, cu eficiențe cuantice externe de 20,09% și, respectiv, 21,15%. În plus, prin conectarea mai multor dispozitive conectate în serie, panoul poate fi condus direct de puterea de curent alternativ al gospodăriei, fără a fi nevoie de circuite complexe de backend. Sub acționarea de 220 V/50 Hz, eficiența puterii de la dop roșu și panoul de joc este de 15,70 lm W-1, iar luminozitatea reglabilă poate ajunge până la 25834 CD M-2.
Diodele care emit ușor (LED-urile) au devenit tehnologia de iluminat mainstream datorită eficienței lor ridicate, a duratei de viață îndelungate, a avantajelor de siguranță în stare solidă și a mediului, care satisfac cererea globală de eficiență energetică și sustenabilitatea mediului. Ca diodă PN semiconductor, LED-ul poate funcționa doar sub acționarea unei surse de curent direct de joasă tensiune (DC). Datorită injecției de încărcare unidirecțională și continuă, se acumulează încărcările și încălzirea joulelor în cadrul dispozitivului, reducând astfel stabilitatea operațională a LED -ului. În plus, alimentarea globală se bazează în principal pe curent alternativ de înaltă tensiune, iar multe aparate de uz casnic, cum ar fi luminile LED, nu pot utiliza în mod direct curent alternativ de înaltă tensiune. Prin urmare, atunci când LED-ul este condus de electricitatea gospodărească, este necesar un convertor suplimentar de curent alternativ ca intermediar pentru a transforma puterea de înaltă tensiune în energie curent continuu de joasă tensiune. Un convertor tipic AC-DC include un transformator pentru reducerea tensiunii de rețea și a unui circuit de redresor pentru rectificarea intrării de curent alternativ (a se vedea figura 1A). Deși eficiența de conversie a majorității convertoarelor AC-DC poate atinge peste 90%, există încă pierderi de energie în timpul procesului de conversie. În plus, pentru a regla luminozitatea LED -ului, trebuie utilizat un circuit dedicat de conducere pentru a regla sursa de alimentare cu curent continuu și pentru a asigura curentul ideal pentru LED (a se vedea Figura suplimentară 1B).
Fiabilitatea circuitului șoferului va afecta durabilitatea luminilor LED. Prin urmare, introducerea convertoarelor AC-DC și a șoferilor DC nu numai că suportă costuri suplimentare (reprezentând aproximativ 17% din costul total al lămpii LED), dar crește și consumul de energie și reduce durabilitatea lămpilor LED. Prin urmare, dezvoltarea dispozitivelor LED sau electroluminescente (EL) care pot fi conduse direct de tensiuni de gospodărie de 110 v/220 V de 50 Hz/60 Hz, fără a fi nevoie de dispozitive electronice complexe de backend este extrem de de dorit.
În ultimele decenii, au fost demonstrate mai multe dispozitive electroluminescente conduse de curent alternativ (AC-EL). Un balast electronic de curent alternativ este format dintr -un strat fluorescent cu emitere de pulbere sandwich între două straturi izolatoare (Figura 2A). Utilizarea stratului de izolație împiedică injectarea transportatorilor de încărcare externă, astfel încât nu există curent direct care curge prin dispozitiv. Dispozitivul are funcția unui condensator, iar sub unitatea unui câmp electric cu curent alternativ, electronii generați intern pot tunelul de la punctul de captare la stratul de emisie. După obținerea suficientă energie cinetică, electronii se ciocnesc cu centrul luminescent, producând excitoni și emitând lumină. Datorită incapacității de a injecta electroni din afara electrozilor, luminozitatea și eficiența acestor dispozitive sunt semnificativ mai mici, ceea ce limitează aplicațiile lor în câmpurile de iluminare și afișare.
Pentru a -și îmbunătăți performanțele, oamenii au conceput balasturi electronice AC cu un singur strat de izolare (vezi Figura suplimentară 2B). În această structură, în timpul jumătății pozitive a acționării AC, un purtător de încărcare este injectat direct în stratul de emisie de la electrodul extern; Emisia de lumină eficientă poate fi observată prin recombinare cu un alt tip de transportator de încărcare generat intern. Cu toate acestea, în timpul jumătății negative a unității de curent alternativ, purtătorii de încărcare injectați vor fi eliberați de pe dispozitiv și, prin urmare, nu vor emite lumină. Du -te la faptul că emisia de lumină are loc doar în timpul jumătății ciclului de conducere, eficiența acestui dispozitiv AC este mai mică decât cea a dispozitivelor DC. În plus, datorită caracteristicilor de capacitate ale dispozitivelor, performanța de electroluminescență a ambelor dispozitive AC depinde de frecvență, iar performanța optimă este de obicei obținută la frecvențe ridicate ale mai multor kilohertz, ceea ce le face dificil să fie compatibile cu puterea de curent alternativ la gospodărie la frecvențe joase (50 hertz/60 hertz).
Recent, cineva a propus un dispozitiv electronic AC care poate funcționa la frecvențe de 50 Hz/60 Hz. Acest dispozitiv este format din două dispozitive DC paralele (a se vedea figura 2C). Prin scurtcircuitul electric în circuitele electrozilor superiori ai celor două dispozitive și conectarea electrozilor coplanare de jos la o sursă de alimentare cu curent alternativ, cele două dispozitive pot fi pornite alternativ. Din perspectiva circuitului, acest dispozitiv AC-DC este obținut prin conectarea unui dispozitiv înainte și a unui dispozitiv invers în serie. Când dispozitivul înainte este pornit, dispozitivul invers este oprit, acționând ca un rezistor. Datorită prezenței rezistenței, eficiența electroluminescenței este relativ scăzută. În plus, dispozitivele cu emisie de lumină alternativă pot funcționa numai la tensiune joasă și nu pot fi combinate direct cu 110 V/220 V electricitate standard pentru uz casnic. Așa cum se arată în figura suplimentară 3 și tabelul suplimentar 1, performanța (luminozitatea și eficiența puterii) a dispozitivelor de alimentare AC-DC raportate conduse de o tensiune de AC ridicată este mai mică decât cea a dispozitivelor DC. Până în prezent, nu există un dispozitiv de alimentare AC-DC care să poată fi condus direct de electricitatea gospodărească la 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz și are o eficiență ridicată și o durată de viață lungă.
Chen Shuming și echipa sa de la Southern University of Science and Technology au dezvoltat o serie de diodă cu emisie de lumină cuantică conectată, folosind oxid de zinc de indiu conductiv transparent ca electrod intermediar. Dioda poate funcționa sub cicluri de curent alternativ pozitive și negative, cu eficiențe cuantice externe de 20,09% și, respectiv, 21,15%. În plus, prin conectarea mai multor dispozitive conectate la serii, panoul poate fi condus direct de puterea de curent alternativ al gospodăriei, fără a fi nevoie de circuite complexe de backend. În conformitate cu unitatea de 220 V/50 Hz, eficiența puterii dopului roșu și panoul de joc este de 15,70 LM W-1, iar luminozitatea reglabilă poate ajunge până la 25834 CD M-2. Panoul cu LED-uri cu quantum Plug și Play cuantic poate produce surse de lumină economice, compacte, eficiente și stabile, care pot fi alimentate direct de electricitate de curent alternativ.
Preluat de la Lightingchina.com
Timpul post: 14-2025 ianuarie