Introduksjon: Chen Shuming og andre fra Southern University of Science and Technology har utviklet en seriekoblet kvantepunkt-lysemitterende diode ved å bruke transparent ledende indiumsinkoksid som mellomelektrode. Dioden kan operere under positive og negative vekselstrømsykluser, med ekstern kvanteeffektivitet på henholdsvis 20,09 % og 21,15 %. I tillegg, ved å koble til flere seriekoblede enheter, kan panelet drives direkte av husholdningsvekselstrøm uten behov for komplekse backend-kretser. Under stasjonen på 220 V/50 Hz er strømeffektiviteten til det røde plug and play-panelet 15,70 lm W-1, og den justerbare lysstyrken kan nå opptil 25834 cd m-2.
Lysemitterende dioder (LED) har blitt den vanlige lysteknologien på grunn av deres høye effektivitet, lange levetid, solid-state og miljømessige sikkerhetsfordeler, som møter den globale etterspørselen etter energieffektivitet og miljømessig bærekraft. Som en halvleder pn-diode kan LED bare fungere under stasjonen til en lavspent likestrømskilde (DC). På grunn av enveis og kontinuerlig ladningsinjeksjon samler ladninger og Joule-oppvarming seg i enheten, og reduserer dermed driftsstabiliteten til LED. I tillegg er den globale strømforsyningen hovedsakelig basert på høyspent vekselstrøm, og mange husholdningsapparater som LED-lys kan ikke direkte bruke høyspent vekselstrøm. Derfor, når LED drives av husholdningselektrisitet, kreves det en ekstra AC-DC-omformer som mellomledd for å konvertere høyspenningsvekselstrøm til lavspent likestrøm. En typisk AC-DC-omformer inkluderer en transformator for å redusere nettspenningen og en likeretterkrets for å likerette AC-inngangen (se figur 1a). Selv om konverteringseffektiviteten til de fleste AC-DC-omformere kan nå over 90 %, er det fortsatt energitap under konverteringsprosessen. I tillegg, for å justere lysstyrken til LED-en, bør en dedikert drivkrets brukes til å regulere DC-strømforsyningen og gi den ideelle strømmen for LED-en (se tilleggsfigur 1b).
Påliteligheten til driverkretsen vil påvirke holdbarheten til LED-lys. Derfor medfører introduksjon av AC-DC-omformere og DC-drivere ikke bare ekstra kostnader (som står for omtrent 17 % av de totale LED-lampekostnadene), men øker også strømforbruket og reduserer holdbarheten til LED-lamper. Derfor er det svært ønskelig å utvikle LED- eller elektroluminescerende (EL)-enheter som kan drives direkte av husholdnings 110 V/220 V-spenninger på 50 Hz/60 Hz uten behov for komplekse elektroniske enheter.
I løpet av de siste tiårene har flere AC-drevne elektroluminescerende (AC-EL) enheter blitt demonstrert. En typisk elektronisk vekselstrømsballast består av et fluorescerende pulveravgivende lag plassert mellom to isolerende lag (Figur 2a). Bruken av isolasjonslag forhindrer injeksjon av eksterne ladningsbærere, så det er ingen likestrøm som flyter gjennom enheten. Enheten har funksjonen som en kondensator, og under drift av et elektrisk felt med høy vekselstrøm kan elektronene som genereres internt tunnelere fra fangstpunktet til utslippslaget. Etter å ha oppnådd tilstrekkelig kinetisk energi, kolliderer elektroner med det selvlysende senteret, produserer eksitoner og sender ut lys. På grunn av manglende evne til å injisere elektroner fra utsiden av elektrodene, er lysstyrken og effektiviteten til disse enhetene betydelig lavere, noe som begrenser deres applikasjoner innen belysning og visning.
For å forbedre ytelsen har folk designet AC elektroniske forkoblinger med et enkelt isolasjonslag (se tilleggsfigur 2b). I denne strukturen, i løpet av den positive halvsyklusen til AC-drift, injiseres en ladningsbærer direkte inn i emisjonslaget fra den eksterne elektroden; Effektiv lysutslipp kan observeres ved rekombinasjon med en annen type ladningsbærer generert internt. I løpet av den negative halvsyklusen til frekvensomformeren vil imidlertid de injiserte ladningsbærerne frigjøres fra enheten og vil derfor ikke avgi lys. På grunn av det faktum at lysutslipp bare skjer under kjøringens halve syklus, vil effektiviteten til denne vekselstrømenheten er lavere enn for DC-enheter. I tillegg, på grunn av kapasitansegenskapene til enhetene, er elektroluminescensytelsen til begge AC-enhetene frekvensavhengig, og optimal ytelse oppnås vanligvis ved høye frekvenser på flere kilohertz, noe som gjør dem vanskelige å være kompatible med standard husholdningsvekselstrøm ved lav frekvenser (50 hertz/60 hertz).
Nylig foreslo noen en elektronisk AC-enhet som kan fungere ved frekvenser på 50 Hz/60 Hz. Denne enheten består av to parallelle DC-enheter (se figur 2c). Ved å kortslutte de øverste elektrodene til de to enhetene og koble de nederste koplanære elektrodene til en vekselstrømkilde, kan de to enhetene slås på vekselvis. Fra et kretsperspektiv oppnås denne AC-DC-enheten ved å koble en foroverenhet og en reversenhet i serie. Når forover-enheten er slått på, er revers-enheten slått av, og fungerer som en motstand. På grunn av tilstedeværelsen av motstand er elektroluminescenseffektiviteten relativt lav. I tillegg kan AC-lysemitterende enheter kun fungere ved lav spenning og kan ikke kombineres direkte med 110 V/220 V standard husholdningselektrisitet. Som vist i tilleggsfigur 3 og tilleggstabell 1, er ytelsen (lysstyrke og strømeffektivitet) til rapporterte AC-DC-strømenheter drevet av høy AC-spenning lavere enn for DC-enheter. Så langt er det ingen AC-DC strømenhet som kan drives direkte av husholdningselektrisitet ved 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz, og har høy effektivitet og lang levetid.
Chen Shuming og teamet hans fra Southern University of Science and Technology har utviklet en seriekoblet kvantepunkt-lysemitterende diode med gjennomsiktig ledende indiumsinkoksid som mellomelektrode. Dioden kan operere under positive og negative vekselstrømsykluser, med ekstern kvanteeffektivitet på henholdsvis 20,09 % og 21,15 %. I tillegg, ved å koble til flere serietilkoblede enheter, kan panelet drives direkte av husholdningsvekselstrøm uten behov for komplekse backend-kretser. Under stasjonen på 220 V/50 Hz er strømeffektiviteten til det røde plug and play-panelet 15,70 lm W-1, og den justerbare lysstyrken kan nå opptil 25834 cd m-2. Det utviklede plug and play quantum dot LED-panelet kan produsere økonomiske, kompakte, effektive og stabile solid-state lyskilder som kan drives direkte av husholdnings vekselstrøm.
Hentet fra Lightingchina.com
Innleggstid: 14-jan-2025