آفاق تطوير تقنية LED البيضاء
المصابيح هي مصدر الضوء الأكثر اقتصادا وعالية الجودة. ليس من قبيل الصدفة أن تكون تقنية إنتاج مصابيح LED البيضاء ، والتي تُستخدم باستمرار للإضاءة ، في حالة تقدم مستمر. أثار اهتمام صناعة الإضاءة والرجل العادي في الشارع العديد من الأبحاث المستمرة في هذا المجال من تكنولوجيا الإضاءة.
يمكننا القول بالفعل أن احتمالات المصابيح البيضاء ضخمة. وذلك لأن الفوائد الواضحة لتوفير الكهرباء التي يتم إنفاقها على الإضاءة ستستمر في جذب المستثمرين للبحث في هذه العمليات وتحسين التقنيات واكتشاف مواد أحدث وأكثر كفاءة لفترة طويلة.
إذا انتبهنا إلى أحدث المنشورات من قبل مصنعي LED ومطوري المواد لإنشائها ، والخبراء في اتجاه أبحاث أشباه الموصلات وتقنيات إضاءة أشباه الموصلات ، فيمكننا اليوم تسليط الضوء على عدة اتجاهات حول طريقة التطوير في هذا المجال.
من المعروف أن عامل التحويل الفوسفور هو المحدد الرئيسي لكفاءة LED ، علاوة على ذلك ، يؤثر طيف إعادة انبعاث الفوسفور على جودة الضوء الذي ينتجه LED. وبالتالي ، فإن البحث والبحث عن فوسفور أفضل وأكثر كفاءة يعد أحد أهم الاتجاهات في تطوير تقنية LED في الوقت الحالي.
عقيق الإيتريوم الألومنيوم هو الفوسفور الأكثر شيوعًا لمصابيح LED البيضاء ويمكن أن يحقق كفاءات تزيد قليلاً عن 95٪. على الرغم من أن الفوسفور الآخر يعطي طيفًا أفضل جودة من الضوء الأبيض ، إلا أنه أقل كفاءة من فوسفور YAG. لهذا السبب ، تهدف العديد من الدراسات إلى الحصول على فوسفور أكثر كفاءة واستمرارية ، مما يعطي الطيف الصحيح.
حل آخر ، على الرغم من أنه لا يزال يتميز بسعره المرتفع ، هو LED متعدد البلورات الذي يعطي ضوءًا أبيض ساطعًا مع طيف عالي الجودة. هذه هي مصابيح LED متعددة المكونات مجتمعة.
تركيبات رقائق أشباه الموصلات متعددة الألوان ليست هي الحل الوحيد. يتم عرض مصابيح LED التي تحتوي على العديد من رقائق الألوان بالإضافة إلى مكون الفوسفور بشكل أكثر فعالية.
على الرغم من أن كفاءة الطريقة لا تزال منخفضة ، إلا أن النهج يستحق الاهتمام عند استخدام النقاط الكمومية كمحول. بهذه الطريقة ، يمكنك إنشاء مصابيح LED بجودة إضاءة عالية. تسمى هذه التقنية بمصابيح LED ذات النقاط الكمومية البيضاء.
نظرًا لأن أكبر حد للكفاءة يقع مباشرة في شريحة LED ، فإن زيادة كفاءة المواد الباعثة لأشباه الموصلات نفسها يمكن أن تساعد في تحسين الكفاءة.
الاستنتاج هو أن هياكل أشباه الموصلات الأكثر شيوعًا لا تسمح بعائد كمي يزيد عن 50٪.تم تحقيق أفضل نتائج كفاءة كمومية حالية فقط باستخدام مصابيح LED حمراء ، والتي تعطي كفاءة تزيد قليلاً عن 60٪.
الهياكل التي تنمو بواسطة نبتة نيتريد الغاليوم على ركيزة من الياقوت ليست عملية رخيصة. يمكن أن يؤدي التحول إلى هياكل أشباه الموصلات الأرخص ثمناً إلى تسريع التقدم.
سيؤدي أخذ المواد الأخرى كأساس ، مثل أكسيد الغاليوم أو كربيد السيليكون أو السيليكون النقي ، إلى تقليل تكلفة إنتاج LED بشكل كبير. محاولات صنع نيتريد الغاليوم بمواد مختلفة ليست هي الطريقة الوحيدة لخفض التكاليف. تعتبر مواد أشباه الموصلات مثل سيلينيد الزنك ونتريد الإنديوم ونتريد الألومنيوم ونتريد البورون واعدة.
لا ينبغي استبعاد إمكانية الاستخدام الواسع النطاق لمصابيح LED الخالية من الفوسفور بناءً على نمو بنية فوقية لسيلينيد الزنك على ركيزة من سيلينيد الزنك. هنا ، تنبعث المنطقة النشطة من أشباه الموصلات من الضوء الأزرق ، ويتضح أن الركيزة نفسها (بما أن سيلينيد الزنك نفسه فوسفور فعال) هو مصدر للضوء الأصفر.
إذا تم إدخال طبقة أخرى من أشباه الموصلات ذات فجوة نطاق ذات عرض أصغر في الهيكل ، فستكون قادرة على امتصاص بعض الكميات بطاقة معينة وسيحدث الانبعاث الثانوي في منطقة الطاقات المنخفضة. تسمى هذه التقنية بمصابيح LED مع محولات انبعاث أشباه الموصلات.