Giới thiệu: Chen Shuming và những người khác từ Đại học Khoa học và Công nghệ miền Nam đã phát triển một loạt diode phát sáng do chấm lượng tử kết nối bằng cách sử dụng oxit indium kẽm dẫn trong suốt làm điện cực trung gian. Diode có thể hoạt động theo các chu kỳ hiện tại xen kẽ tích cực và tiêu cực, với hiệu quả lượng tử bên ngoài lần lượt là 20,09% và 21,15%. Ngoài ra, bằng cách kết nối nhiều thiết bị được kết nối, bảng điều khiển có thể được điều khiển trực tiếp bởi nguồn điện AC gia đình mà không cần mạch phụ trợ phức tạp. Theo ổ đĩa 220 V/50 Hz, hiệu suất công suất của bảng cắm và phát màu đỏ là 15,70 lm W-1 và độ sáng có thể điều chỉnh có thể đạt tới 25834 CD M-2.
Các điốt phát sáng (đèn LED) đã trở thành công nghệ chiếu sáng chính thống do hiệu quả cao, tuổi thọ dài, trạng thái rắn và an toàn môi trường, đáp ứng nhu cầu toàn cầu về hiệu quả năng lượng và bền vững môi trường. Là một diode PN bán dẫn, đèn LED chỉ có thể hoạt động dưới ổ đĩa của nguồn dòng điện trực tiếp điện áp thấp (DC). Do tiêm điện tích đơn hướng và liên tục, điện tích và hệ thống sưởi joule tích lũy trong thiết bị, do đó làm giảm độ ổn định hoạt động của đèn LED. Ngoài ra, nguồn điện toàn cầu chủ yếu dựa trên dòng điện xen kẽ điện áp cao và nhiều thiết bị gia dụng như đèn LED không thể trực tiếp sử dụng dòng điện xen kẽ điện áp cao. Do đó, khi LED được điều khiển bởi điện hộ gia đình, cần có một bộ chuyển đổi AC-DC bổ sung như một trung gian để chuyển đổi công suất AC điện áp cao thành công suất DC điện áp thấp. Một bộ chuyển đổi AC-DC điển hình bao gồm một máy biến áp để giảm điện áp chính và mạch chỉnh lưu để chỉnh lưu đầu vào AC (xem Hình 1A). Mặc dù hiệu quả chuyển đổi của hầu hết các bộ chuyển đổi AC-DC có thể đạt hơn 90%, nhưng vẫn còn mất năng lượng trong quá trình chuyển đổi. Ngoài ra, để điều chỉnh độ sáng của đèn LED, nên sử dụng mạch lái chuyên dụng để điều chỉnh nguồn điện DC và cung cấp dòng điện lý tưởng cho đèn LED (xem Hình 1B).
Độ tin cậy của mạch điều khiển sẽ ảnh hưởng đến độ bền của đèn LED. Do đó, giới thiệu các bộ chuyển đổi AC-DC và trình điều khiển DC không chỉ phải chịu thêm chi phí (chiếm khoảng 17% tổng chi phí đèn LED), mà còn làm tăng mức tiêu thụ năng lượng và giảm độ bền của đèn LED. Do đó, việc phát triển các thiết bị LED hoặc chất điện giải (EL) có thể được điều khiển trực tiếp bởi điện áp 110 V/220 V của hộ gia đình là 50 Hz/60 Hz mà không cần các thiết bị điện tử phụ trợ phức tạp là rất mong muốn.
Trong vài thập kỷ qua, một số thiết bị điện phát điện (AC-EL) điều khiển AC đã được chứng minh. Một chấn lưu điện tử AC điển hình bao gồm một lớp phát ra bột huỳnh quang được kẹp giữa hai lớp cách điện (Hình 2A). Việc sử dụng lớp cách nhiệt ngăn chặn việc tiêm các chất mang điện tích bên ngoài, do đó không có dòng điện trực tiếp chảy qua thiết bị. Thiết bị này có chức năng của một tụ điện và dưới ổ đĩa điện AC cao, các electron được tạo ra bên trong có thể đường hầm từ điểm chụp đến lớp phát xạ. Sau khi có đủ động năng, các electron va chạm với trung tâm phát quang, tạo ra các exciton và phát ra ánh sáng. Do không có khả năng bơm các electron từ bên ngoài các điện cực, độ sáng và hiệu quả của các thiết bị này thấp hơn đáng kể, điều này giới hạn các ứng dụng của chúng trong các trường chiếu sáng và hiển thị.
Để cải thiện hiệu suất của nó, mọi người đã thiết kế các chấn lưu điện tử AC với một lớp cách nhiệt duy nhất (xem Hình 2B bổ sung). Trong cấu trúc này, trong nửa chu kỳ tích cực của ổ AC, một sóng mang điện tích được tiêm trực tiếp vào lớp phát xạ từ điện cực bên ngoài; Phát xạ ánh sáng hiệu quả có thể được quan sát thấy bằng cách tái hợp với một loại chất mang điện tích khác được tạo ra bên trong. Tuy nhiên, trong nửa chu kỳ âm của ổ AC, các nhà mạng điện tích được tiêm sẽ được giải phóng khỏi thiết bị và do đó sẽ không phát ra ánh sáng. Thực tế là phát xạ ánh sáng chỉ xảy ra trong nửa chu kỳ lái xe, hiệu quả của thiết bị AC này thấp hơn so với các thiết bị DC. Ngoài ra, do các đặc tính điện dung của các thiết bị, hiệu suất phát quang của cả hai thiết bị AC phụ thuộc vào tần số và hiệu suất tối ưu thường đạt được ở tần số cao của vài kilohertz, khiến chúng khó tương thích với công suất AC gia đình tiêu chuẩn ở tần số thấp (50 HERTZ/60 HERTZ).
Gần đây, ai đó đã đề xuất một thiết bị điện tử AC có thể hoạt động ở tần số 50 Hz/60 Hz. Thiết bị này bao gồm hai thiết bị DC song song (xem Hình 2C). Bằng cách viết lại bằng điện, các điện cực trên cùng của hai thiết bị và kết nối các điện cực coplanar dưới cùng với nguồn điện AC, hai thiết bị có thể được bật xen kẽ. Từ góc độ mạch, thiết bị AC-DC này có được bằng cách kết nối một thiết bị chuyển tiếp và một thiết bị đảo ngược nối tiếp. Khi thiết bị chuyển tiếp được bật, thiết bị ngược lại bị tắt, hoạt động như một điện trở. Do sự hiện diện của điện trở, hiệu quả phát quang tương đối thấp. Ngoài ra, các thiết bị phát sáng AC chỉ có thể hoạt động ở điện áp thấp và không thể được kết hợp trực tiếp với điện gia đình tiêu chuẩn 110 V/220 V. Như được hiển thị trong Hình 3 bổ sung và Bảng 1 bổ sung, hiệu suất (độ sáng và hiệu suất công suất) của các thiết bị công suất AC-DC được báo cáo được điều khiển bởi điện áp AC cao thấp hơn so với các thiết bị DC. Cho đến nay, không có thiết bị năng lượng AC-DC nào có thể được điều khiển trực tiếp bởi điện hộ gia đình ở mức 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz và có hiệu quả cao và tuổi thọ dài.
Chen Shuming và nhóm của ông từ Đại học Khoa học và Công nghệ miền Nam đã phát triển một loạt diode phát sáng ánh sáng lượng tử kết nối bằng cách sử dụng oxit kẽm indium dẫn điện trong suốt làm điện cực trung gian. Diode có thể hoạt động theo các chu kỳ hiện tại xen kẽ tích cực và tiêu cực, với hiệu quả lượng tử bên ngoài lần lượt là 20,09% và 21,15%. Ngoài ra, bằng cách kết nối nhiều thiết bị được kết nối, bảng điều khiển có thể được điều khiển trực tiếp bởi công suất AC gia đình mà không cần mạch phụ trợ phức tạp. Drive ổ đĩa 220 V/50 Hz, hiệu suất công suất của bảng cắm và phát màu đỏ là 15,70 lm W-1 và độ sáng có thể điều chỉnh được lên tới 25834 CD M-2. Bảng điều khiển LED chấm lượng tử được phát triển và chơi có thể tạo ra các nguồn ánh sáng trạng thái rắn kinh tế, nhỏ gọn, hiệu quả và ổn định, có thể được cung cấp trực tiếp bởi điện AC gia đình.
Lấy từ lightingchina.com
Thời gian đăng: Tháng 1-14-2025