鈣鈦礦LED燈問世 LED將迎接新一波革命
編譯/高晟鈞
發光二極管,或稱LED燈。LED的應用十分廣泛,除了一般我們熟知的電燈外、電子螢幕、手機屏幕和電視的製造也都跟它有關。
LED的原理是當電流通過半導體(一層晶體材料,會在施加電場時發光)時,將電能轉化為光。但與白熾燈和螢光燈等節能燈相比,製造這些半導體變得複雜且成本高昂。
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鈣鈦礦LED燈,簡稱PeLED被認為具有巨大的應用潛力。PeLED使用一種稱為鈣鈦礦(一種金屬鹵化物)的半導體,由不同元素組成。工程師可以在玻璃基板上生長鈣鈦礦晶體,此外,他們還可以將鈣鈦礦溶解在溶液中,將其塗到玻璃上行成發光層,這比普通LED所需的生產過程更簡單、成本也更低。
這些優點使節能室內照明可以適用於更多的建築環境,減少能源需求。更重要的是,PeLED可以提高手機或是其它螢幕的色彩豐富度。然而,如今大多數的PeLED燈遇到最大的困境,便是它的效能無法與標準的LED相匹配。這是因為鈣鈦礦的原子結構中的缺陷所造成,使得PeLED會在幾個小時後便消失。
為了緩解這個問題,來自史丹佛大學的研究團隊首次提出了一種新的技術概念,用以改善PeLED的瓶頸。鈣鈦礦中許多浪費能量的間隙出現在鉛原子應該出現的地方。通過用錳原子取代30%的鈣鈦礦鉛,該團隊將PeLED 的亮度提高了一倍以上,效率幾乎提高了兩倍,並將燈的使用壽命從不到一分鐘延長到37分鐘。
研究團隊更進一步,將一種名為TFPPO的氧化膦混合到鈣鈦礦中,這種添加劑使燈的能效比僅添加錳的燈高出五倍,並發出迄今為止有記錄的 PeLED 中最亮的光芒之一。但這種增益也有一個缺點:燈光在短短兩分半鐘內就降至峰值亮度的一半。
目前,研究團隊正積極嘗試不同氧化物添加劑,除了觀察它們是否會對PeLED產生不同效果外,也希望盡早將這種材料商業化。
資料來源:innovation
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