Introdución: Chen Shuming e outros da Universidade de Ciencia e Tecnoloxía do Sur desenvolveron un díodo emisor de luz de punto cuántico conectado en serie mediante o uso de óxido de cinc indio condutor transparente como electrodo intermedio. O díodo pode funcionar en ciclos de corrente alterna positiva e negativa, con eficiencias cuánticas externas de 20,09% e 21,15%, respectivamente. Ademais, ao conectar varios dispositivos conectados en serie, o panel pódese controlar directamente coa alimentación de CA do fogar sen necesidade de circuítos de backend complexos. Baixo a unidade de 220 V/50 Hz, a eficiencia energética do panel vermello plug and play é de 15,70 lm W-1 e o brillo axustable pode alcanzar ata 25834 cd m-2.
Os díodos emisores de luz (LED) convertéronse na tecnoloxía de iluminación principal debido á súa alta eficiencia, longa vida útil, estado sólido e vantaxes de seguridade ambiental, satisfacendo a demanda global de eficiencia enerxética e sustentabilidade ambiental. Como un díodo pn semicondutor, o LED só pode funcionar baixo o impulso dunha fonte de corrente continua (DC) de baixa tensión. Debido á inxección de carga unidireccional e continua, as cargas e o quecemento Joule acumúlanse no dispositivo, reducindo así a estabilidade operativa do LED. Ademais, a fonte de enerxía global baséase principalmente na corrente alterna de alta tensión e moitos electrodomésticos, como as luces LED, non poden usar directamente a corrente alterna de alta tensión. Polo tanto, cando o LED é impulsado pola electricidade doméstica, é necesario un conversor AC-DC adicional como intermediario para converter a enerxía de CA de alta tensión en enerxía de CC de baixa tensión. Un conversor AC-DC típico inclúe un transformador para reducir a tensión da rede e un circuíto rectificador para rectificar a entrada de CA (consulte a Figura 1a). Aínda que a eficiencia de conversión da maioría dos conversores AC-DC pode alcanzar máis do 90%, aínda hai perda de enerxía durante o proceso de conversión. Ademais, para axustar o brillo do LED, debe utilizarse un circuíto de condución dedicado para regular a fonte de alimentación de CC e proporcionar a corrente ideal para o LED (consulte a Figura 1b complementaria).
A fiabilidade do circuíto do controlador afectará a durabilidade das luces LED. Polo tanto, a introdución de conversores AC-DC e controladores de DC non só supón custos adicionais (que representan preto do 17% do custo total da lámpada LED), senón que tamén aumenta o consumo de enerxía e reduce a durabilidade das lámpadas LED. Polo tanto, é moi desexable desenvolver dispositivos LED ou electroluminiscentes (EL) que poidan ser alimentados directamente por voltaxes domésticos de 110 V/220 V de 50 Hz/60 Hz sen necesidade de dispositivos electrónicos de backend complexos.
Nas últimas décadas, demostráronse varios dispositivos electroluminiscentes impulsados por CA (AC-EL). Un balasto electrónico de CA típico consiste nunha capa emisora de po fluorescente intercalada entre dúas capas illantes (Figura 2a). O uso da capa de illamento impide a inxección de portadores de carga externos, polo que non hai corrente continua que flúe polo dispositivo. O dispositivo ten a función dun capacitor, e baixo a tracción dun campo eléctrico de alta CA, os electróns xerados internamente poden realizar un túnel desde o punto de captura ata a capa de emisión. Despois de obter enerxía cinética suficiente, os electróns chocan co centro luminiscente, producindo excitóns e emitindo luz. Debido á incapacidade de inxectar electróns desde fóra dos electrodos, o brillo e a eficiencia destes dispositivos son significativamente menores, o que limita as súas aplicacións nos campos da iluminación e da visualización.
Para mellorar o seu rendemento, a xente deseñaron balastos electrónicos de CA cunha única capa de illamento (consulte a Figura 2b complementaria). Nesta estrutura, durante o medio ciclo positivo da unidade de CA, un portador de carga inxéctase directamente na capa de emisión desde o electrodo externo; Pódese observar unha emisión de luz eficiente mediante recombinación con outro tipo de portador de carga xerado internamente. Non obstante, durante o medio ciclo negativo da unidade de CA, os portadores de carga inxectados liberaranse do dispositivo e, polo tanto, non emitirán luz. Debido ao feito de que a emisión de luz só se produce durante o medio ciclo de condución, a eficiencia deste dispositivo de CA. é inferior á dos dispositivos DC. Ademais, debido ás características de capacitancia dos dispositivos, o rendemento da electroluminiscencia de ambos os dispositivos de CA depende da frecuencia, e un rendemento óptimo adoita conseguirse a altas frecuencias de varios quilohercios, o que dificulta a súa compatibilidade coa enerxía de CA estándar do fogar a baixas temperaturas. frecuencias (50 hercios/60 hercios).
Recentemente, alguén propuxo un dispositivo electrónico de CA que pode funcionar en frecuencias de 50 Hz/60 Hz. Este dispositivo consta de dous dispositivos de CC paralelos (ver Figura 2c). Ao curtocircuitar eléctricamente os electrodos superiores dos dous dispositivos e conectar os electrodos coplanares inferiores a unha fonte de alimentación de CA, os dous dispositivos poden acenderse alternativamente. Desde a perspectiva do circuíto, este dispositivo AC-DC obtense conectando un dispositivo de avance e un dispositivo de retroceso en serie. Cando se acende o dispositivo de avance, apágase o dispositivo de retroceso, actuando como unha resistencia. Debido á presenza de resistencia, a eficiencia da electroluminiscencia é relativamente baixa. Ademais, os dispositivos de emisión de luz de CA só poden funcionar a baixa tensión e non se poden combinar directamente coa electricidade doméstica estándar de 110 V/220 V. Como se mostra na figura complementaria 3 e na táboa complementaria 1, o rendemento (brillo e eficiencia energética) dos dispositivos de alimentación AC-DC informados impulsados por alta tensión AC é inferior ao dos dispositivos DC. Ata o momento, non hai ningún dispositivo de alimentación AC-DC que poida ser alimentado directamente pola electricidade doméstica a 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz e teña unha alta eficiencia e unha longa vida útil.
Chen Shuming e o seu equipo da Universidade de Ciencia e Tecnoloxía do Sur desenvolveron un díodo emisor de luz de punto cuántico conectado en serie usando óxido de zinc indio condutor transparente como electrodo intermedio. O díodo pode funcionar en ciclos de corrente alterna positiva e negativa, con eficiencias cuánticas externas de 20,09% e 21,15%, respectivamente. Ademais, ao conectar varios dispositivos conectados en serie, o panel pódese controlar directamente coa alimentación de CA do fogar sen necesidade de circuítos de backend complexos. Baixo a unidade de 220 V/50 Hz, a eficiencia energética do panel vermello plug and play é de 15,70. lm W-1, e o brillo axustable pode alcanzar ata 25834 cd m-2. O panel LED de punto cuántico plug and play desenvolvido pode producir fontes de luz de estado sólido económicas, compactas, eficientes e estables que poden alimentarse directamente coa electricidade de CA doméstica.
Tomado de Lightingchina.com
Hora de publicación: 14-xan-2025