Новые разработки в области материалов для светодиодных светильников
В последние годы в домах, на рабочих местах и в общественных местах светодиодное освещение все чаще заменяет традиционные лампы накаливания и люминесцентные лампы. Светодиоды или светодиоды более долговечны, выделяют меньше тепла и потребляют меньше энергии, чем обычное освещение. Однако их производство и утилизация могут иметь экологические последствия. Чтобы усовершенствовать светодиодную технологию и сделать ее более устойчивой, производители и ученые постоянно ищут новые материалы и методы.
Графен — это вещество на основе углерода, которое очень тонкое, прочное и гибкое, что делает его одним из наиболее перспективных материалов для светодиодов. Благодаря своей превосходной оптической и электропроводности графен является хорошим выбором для оптоэлектронных устройств, таких как светодиоды. Оксид индия-олова (ITO), который является дорогостоящим и хрупким, может быть заменен графеном в качестве прозрачного электрода в светодиодных приложениях, как ранее показали исследователи. Электроды на основе графена могут повысить эффективность и снизить затраты на производство светодиодов.
Перовскит — еще одно вещество, которое может способствовать развитию светодиодной технологии. Минеральное соединение под названием перовскит имеет особую кристаллическую структуру, которая позволяет ему поглощать солнечный свет и превращать его в электроэнергию. Исследователи начинают рассматривать возможность использования солнечных элементов на основе перовскита в светодиодах из-за их превосходного КПД. В 2018 году группа исследователей из Кембриджского университета обнаружила, что наночастицы перовскита могут улучшить цвет и яркость светодиодов. Они обнаружили, что избыток синего света может поглощаться частицами перовскита и переизлучаться в виде красного или зеленого света, создавая более яркие и чистые оттенки. Еще большую эффективность и точность цветопередачи можно получить, если использовать перовскит в качестве слоя люминофора в светодиодах.
Органические материалы, также известные как OLED (органические светодиоды), представляют собой еще один класс материалов, которые могут полностью изменить светодиодное освещение. При подаче электрического тока химические вещества на основе углерода, используемые в производстве органических светодиодов, излучают свет. Хотя OLED в настоящее время используются в крошечных экранах, подобных тем, что используются в смартфонах, исследователи рассматривают возможность их использования в более крупных приложениях освещения. По сравнению с обычными светодиодами, OLED обладают рядом преимуществ, в том числе способностью излучать свет во всех направлениях, обеспечивая более равномерное свечение. Они идеально подходят для архитектурного освещения, поскольку являются гибкими и полупрозрачными.
Ограниченный срок службы органических материалов, которые могут быстро портиться и постепенно терять яркость, является одной из проблем технологии OLED. С другой стороны, ученые создают новые химические вещества, более прочные и стабильные. Новый вид материала OLED, который может прослужить в четыре раза дольше, чем традиционные OLED, был создан в 2020 году исследователями из Мичиганского университета. Чтобы создать твердую кристаллическую структуру, новый материал объединяет ионы металлов с органическими лигандами. Это новое семейство материалов может привести к созданию более надежных и эффективных OLED, а также к новым возможностям для архитектурного и светового дизайна.
Квантовые точки, представляющие собой небольшие полупроводниковые частицы, способные излучать свет различных оттенков, являются еще одним новым материалом для светодиодного освещения. По сравнению с обычными люминофорами квантовые точки обеспечивают большее разнообразие цветов и превосходную точность цветопередачи при использовании в качестве люминофорного материала в светодиодном освещении. Эффективность белого светодиодного освещения можно повысить, настроив квантовые точки так, чтобы они излучали свет только в синем спектральном диапазоне. Квантовые точки также исследуются для использования в интеллектуальных системах освещения, которые смогут изменять свою яркость и цветовую температуру в соответствии с различными настройками и настроением.
Нанокристаллы, которые можно использовать для управления характеристиками света, а также микро- и наночастицы, которые могут улучшить рассеивание света и уменьшить блики, — это другие материалы, которые могут оказать влияние на светодиодное освещение в будущем. Эти новые материалы открывают новые возможности дизайна, эффективности и устойчивости светодиодного освещения.
Подводя итог, можно сказать, что светодиодное освещение значительно продвинулось вперед за последние годы и вытеснило обычное освещение в некоторых областях применения. Однако мы должны продолжать поиск новых материалов и технологий для улучшения светодиодного освещения как по финансовым, так и по экологическим причинам, поскольку мы стремимся к более устойчивому будущему. К счастью, ученые и производители уже создают и оценивают новые материалы, такие как графен, перовскит, OLED, квантовые точки и нанокристаллы, которые будут продолжать влиять на светодиодное освещение в будущем.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-sensor-light-bulb/smart-sensor-led-light-bulb.html
