Introdución: Chen Shuming e outros da Universidade do Sur de Ciencias e Tecnoloxía desenvolveron unha serie conectada ao diodo emisor de luz de punto cuántico mediante o óxido de cinc indio condutor transparente como electrodo intermedio. O diodo pode operar con ciclos de corrente alterna positivos e negativos, con eficiencia cuántica externa do 20,09% e do 21,15%, respectivamente. Ademais, ao conectar múltiples dispositivos conectados en serie, o panel pode ser impulsado directamente pola potencia de CA do fogar sen necesidade de circuítos de backend complexos. Baixo a unidade de 220 V/50 Hz, a eficiencia eléctrica do panel de tapón vermello e de xogo é de 15,70 LM W-1 e o brillo axustable pode alcanzar ata 25834 CD M-2.
Os diodos emisores de luz (LEDs) convertéronse na tecnoloxía de iluminación principal debido á súa alta eficiencia, unha longa vida útil, as vantaxes de seguridade sólida e a seguridade ambiental, atendendo á demanda global de eficiencia enerxética e sustentabilidade ambiental. Como diodo PN semiconductor, o LED só pode operar baixo a unidade dunha fonte de corrente directa de baixa tensión (DC). Debido á inxección unidireccional e de carga continua, as cargas e a calefacción de joule acumulan dentro do dispositivo, reducindo así a estabilidade operativa do LED. Ademais, a fonte de alimentación global baséase principalmente na corrente alterna de alta tensión e moitos electrodomésticos como as luces LED non poden usar directamente corrente alterna de alta tensión. Polo tanto, cando o LED é impulsado pola electricidade doméstica, é necesario un convertedor de AC-DC adicional como intermediario para converter a potencia de alta tensión CA en potencia de CC de baixa tensión. Un convertedor típico de AC-DC inclúe un transformador para reducir a tensión da rede e un circuíto rectificador para rectificar a entrada de CA (ver figura 1A). Aínda que a eficiencia de conversión da maioría dos convertedores de 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 usarse un circuíto de condución dedicado para regular a fonte de alimentación DC e proporcionar a corrente ideal para o LED (ver Figura 1B complementaria).
A fiabilidade do circuíto do condutor afectará á durabilidade das luces LED. Polo tanto, a introdución de convertedores de AC-DC e controladores de DC non só supón custos adicionais (representando preto do 17% do custo total da lámpada LED), senón que aumenta o consumo de enerxía e reduce a durabilidade das lámpadas LED. Polo tanto, é moi desexable
Nas últimas décadas demostráronse varios dispositivos electroluminescentes (AC-EL) impulsados por CA. Un lastre electrónico típico de CA consiste nunha capa de emisión de po fluorescente entre dúas capas illantes (figura 2A). O uso de capa de illamento impide a inxección de transportistas de carga externos, polo que non hai unha corrente directa que flúe polo dispositivo. O dispositivo ten a función dun condensador e, baixo a unidade dun campo eléctrico elevado, os electróns xerados internamente poden túnel desde o punto de captura ata a capa de emisión. Despois de obter unha 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 máis baixos, o que limita as súas aplicacións nos campos de iluminación e exhibición.
Para mellorar o seu rendemento, a xente deseñou lastre electrónica CA cunha única capa de illamento (ver figura complementaria 2b). Nesta estrutura, durante o medio ciclo positivo da unidade de CA, un transportista de carga é directamente inxectado na capa de emisión do electrodo externo; A emisión de luz eficiente pódese observar mediante recombinación con outro tipo de operador de carga xerado internamente. Non obstante, durante o medio ciclo negativo da unidade de CA, os transportistas de carga inxectados serán liberados do dispositivo e, polo tanto, non emitirán luz. Débese ao feito de que a emisión de luz só se produce durante o medio ciclo de condución, a eficiencia deste dispositivo AC é inferior á dos dispositivos DC. Ademais, debido ás características de capacitancia dos dispositivos, o rendemento de electroluminescencia de ambos os dispositivos CA depende da frecuencia, e o rendemento óptimo adoita alcanzarse en altas frecuencias de varios quilohertz, o que fai que sexan difíciles de ser compatibles coa potencia de CA estándar en poucas frecuencias (50 Hertz/60 Hertz).
Recentemente, alguén propuxo un dispositivo electrónico AC que pode operar con frecuencias de 50 Hz/60 Hz. Este dispositivo consta de dous dispositivos DC paralelos (ver figura 2C). Ao circular eléctricamente os electrodos superiores dos dous dispositivos e conectar os electrodos coplanares inferiores a unha fonte de alimentación de CA, os dous dispositivos pódense activar alternativamente. Desde a perspectiva do circuíto, este dispositivo AC-DC obtense conectando un dispositivo adiante e un dispositivo inverso en serie. Cando o dispositivo adiante está activado, o dispositivo inverso está desactivado, actuando como resistor. Debido á presenza de resistencia, a eficiencia de electroluminescencia é relativamente baixa. Ademais, os dispositivos emisores de luz CA só poden funcionar a baixa tensión e non se poden combinar directamente con 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 de enerxía) dos dispositivos de potencia AC-DC informados impulsados por alta tensión de CA é inferior á dos dispositivos DC. Ata o de agora, non hai ningún dispositivo de alimentación AC-DC que poida ser dirixido directamente pola electricidade doméstica a 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz, e ten alta eficiencia e longa vida útil.
Chen Shuming e o seu equipo da Universidade do Sur de Ciencias e Tecnoloxía desenvolveron un diodo emisor de luz Quantum Dot conectado usando óxido de cinc indio condutor transparente como electrodo intermedio. O diodo pode operar con ciclos de corrente alterna positivos e negativos, con eficiencia cuántica externa do 20,09% e do 21,15%, respectivamente. Ademais, ao conectar varios dispositivos conectados en serie, o panel pode ser conducido directamente pola potencia de CA do fogar sen necesidade de circuítos de backend complexos. Aumentar a unidade de 220 V/50 Hz, a eficiencia eléctrica do tapón vermello e do panel de xogo é de 15,70 LM W-1 e o brillo axustable pode alcanzar ata 25834 CD M-2. O panel LED de puntos cuánticos de tapón e xogo desenvolvido pode producir fontes de luz económicas, compactas, eficientes e estables de estado sólido que poden ser alimentadas directamente pola electricidade de CA doméstica.
Tomado de LightingChina.com
Tempo de publicación: Xan-14-2025