Перспективи за развитието на бяла LED технология
Светодиодите са най -икономичният и висококачествен източник на светлина. Не е за нищо, че технологията за производство на бели светодиоди, които се използват непрекъснато за осветление, е постоянно в състояние на прогрес. Интересът от осветителната индустрия и обикновения човек на улицата стимулира постоянни и многобройни изследвания в тази област на осветителните технологии.
Вече можем да кажем, че перспективите за белите светодиоди са огромни. Това е така, защото очевидните ползи от спестяването на електроенергия, изразходвана за осветление, ще продължат да привличат инвеститори за изследване на тези процеси, подобряване на технологиите и откриване на по -нови, по -ефективни материали за дълго време.
Ако обърнем внимание на най -новите публикации от производители на светодиоди и разработчици на материали за тяхното създаване, експерти в посока изследване на полупроводници и полупроводникови осветителни технологии, можем да откроим няколко направления по пътя на развитието в тази област днес.
Известно е, че коефициентът на конверсия фосфор е основният определящ фактор за ефективността на светодиода, освен това спектърът на повторно излъчване на фосфора влияе върху качеството на светлината, получена от светодиода. Така търсенето и изследването на още по -добри и по -ефективни фосфори е едно от най -важните направления в развитието на LED технологията в момента.
Итрий-алуминиевият гранат е най-популярният фосфор за белите светодиоди и може да постигне ефективност от малко над 95%. Други фосфори, въпреки че дават по -качествен спектър на бяла светлина, обаче са по -малко ефективни от YAG фосфора. Поради тази причина многобройни проучвания имат за цел да получат още по -ефективен и издръжлив фосфор, даващ правилния спектър.
Друго решение, въпреки че все още се отличава с високата си цена, е многокристален светодиод, който дава ярка бяла светлина с висококачествен спектър. Това са комбинирани многокомпонентни светодиоди.
Комбинациите от полупроводникови чипове с множество цветове не са единственото решение. Светодиодите, които съдържат няколко цветни чипа, както и фосфорна компонента, се показват много по -ефективно.
Въпреки че ефективността на метода е все още ниска, въпреки това подходът заслужава внимание, когато квантовите точки се използват като конвертор. По този начин можете да създадете светодиоди с високо качество на светлината. Технологията се нарича бели светодиоди с квантова точка.
Тъй като най -голямата граница на ефективност се крие директно в LED чипа, увеличаването на ефективността на самия полупроводников излъчващ материал може да помогне за подобряване на ефективността.
Изводът е, че най -често срещаните полупроводникови структури не позволяват квантов добив над 50%. Най -добрите съвременни резултати за квантова ефективност са постигнати само с червени светодиоди, които дават ефективност само малко над 60%.
Структурите, отглеждани чрез епитаксия с галиев нитрид върху субстрат от сапфир, не са евтин процес. Преминаването към по -евтини полупроводникови структури може да ускори напредъка.
Взимането на други материали като основа, като галиев оксид, силициев карбид или чист силиций, значително ще намали разходите за производство на LED. Опитите за сплав на галиев нитрид с различни вещества не са единственият начин за намаляване на разходите. Полупроводникови материали като цинков селенид, индиев нитрид, алуминиев нитрид и боров нитрид се считат за обещаващи.
Не бива да се отхвърля възможността за широко разпространение на светодиоди без фосфор въз основа на растежа на епитаксиална структура на цинков селенид върху субстрат от цинков селенид. Тук активната област на полупроводника излъчва синя светлина, а самият субстрат (тъй като самият цинков селенид е ефективен фосфор) се оказва източник на жълта светлина.
Ако в структурата се въведе още един слой от полупроводник със забранена пролука с по -малка ширина, той ще може да абсорбира някои кванти с определена енергия и вторичното излъчване ще се получи в областта на по -ниските енергии. Технологията се нарича светодиоди с преобразуватели на полупроводниково излъчване.