Inleiding: Chen Shuming en ander van die Southern University of Science and Technology het 'n seriegekoppelde kwantumkol-liguitstralende diode ontwikkel deur deursigtige geleidende indium-sinkoksied as die tussenelektrode te gebruik. Die diode kan onder positiewe en negatiewe wisselstroomsiklusse werk, met eksterne kwantumdoeltreffendhede van onderskeidelik 20.09% en 21.15%. Boonop, deur verskeie seriegekoppelde toestelle te koppel, kan die paneel direk deur huishoudelike WS-krag aangedryf word sonder die behoefte aan komplekse agterstroombane. Onder die aandrywing van 220 V/50 Hz is die kragdoeltreffendheid van die rooi prop-en-speel-paneel 15.70 lm W-1, en die verstelbare helderheid kan tot 25834 cd m-2 bereik.
Liguitstralende diodes (LED's) het die hoofstroombeligtingstegnologie geword as gevolg van hul hoë doeltreffendheid, lang lewensduur, vastetoestand- en omgewingsveiligheidsvoordele, wat voldoen aan die wêreldwye vraag na energie-doeltreffendheid en omgewingsvolhoubaarheid. As 'n halfgeleier-pn-diode kan LED slegs werk onder die aandrywing van 'n laespanning-gelykstroom (GS) bron. As gevolg van unidireksionele en deurlopende ladinginspuiting, versamel ladings en Joule-verhitting binne die toestel, wat die bedryfsstabiliteit van die LED verminder. Daarbenewens is die wêreldwye kragtoevoer hoofsaaklik gebaseer op hoëspanning-wisselstroom, en baie huishoudelike toestelle soos LED-ligte kan nie direk hoëspanning-wisselstroom gebruik nie. Daarom, wanneer LED deur huishoudelike elektrisiteit aangedryf word, is 'n bykomende WS-GS-omskakelaar as 'n tussenganger nodig om hoëspanning-WS-krag in laespanning-GS-krag om te skakel. 'n Tipiese WS-GS-omskakelaar sluit 'n transformator in om die hoofspanning te verminder en 'n gelykrigterkring om die WS-inset gelyk te maak (sien Figuur 1a). Alhoewel die omskakelingsdoeltreffendheid van die meeste WS-GS-omskakelaars meer as 90% kan bereik, is daar steeds energieverlies tydens die omskakelingsproses. Daarbenewens, om die helderheid van die LED aan te pas, moet 'n toegewyde aandrywingskring gebruik word om die GS-kragtoevoer te reguleer en die ideale stroom vir die LED te verskaf (sien Aanvullende Figuur 1b).
Die betroubaarheid van die drywerkring sal die duursaamheid van LED-ligte beïnvloed. Daarom bring die bekendstelling van WS-GS-omsetters en GS-drywers nie net bykomende koste mee (wat ongeveer 17% van die totale LED-lampkoste uitmaak nie), maar verhoog ook die kragverbruik en verminder die duursaamheid van LED-lampe. Daarom is die ontwikkeling van LED- of elektroluminescerende (EL) toestelle wat direk deur huishoudelike 110 V/220 V-spannings van 50 Hz/60 Hz aangedryf kan word sonder die behoefte aan komplekse elektroniese toestelle agter die skerms, hoogs wenslik.
In die afgelope paar dekades is verskeie WS-aangedrewe elektroluminescerende (WS-EL) toestelle gedemonstreer. 'n Tipiese WS elektroniese ballast bestaan uit 'n fluoresserende poeier-emitterende laag wat tussen twee isolerende lae geplaas is (Figuur 2a). Die gebruik van die isolasielaag verhoed die inspuiting van eksterne ladingdraers, dus vloei daar geen gelykstroom deur die toestel nie. Die toestel het die funksie van 'n kapasitor, en onder die aandrywing van 'n hoë WS-elektriese veld kan die intern gegenereerde elektrone van die vangpunt na die emissielaag tonnel. Nadat voldoende kinetiese energie verkry is, bots elektrone met die luminescerende middelpunt, wat eksitone produseer en lig uitstraal. As gevolg van die onvermoë om elektrone van buite die elektrodes in te spuit, is die helderheid en doeltreffendheid van hierdie toestelle aansienlik laer, wat hul toepassings in die velde van beligting en vertoon beperk.
Om die werkverrigting daarvan te verbeter, het mense WS elektroniese ballaste met 'n enkele isolasielaag ontwerp (sien Aanvullende Figuur 2b). In hierdie struktuur word 'n ladingdraer gedurende die positiewe halfsiklus van WS-aandrywing direk vanaf die eksterne elektrode in die emissielaag ingespuit; Doeltreffende liguitstraling kan waargeneem word deur rekombinasie met 'n ander tipe ladingdraer wat intern gegenereer word. Gedurende die negatiewe halfsiklus van WS-aandrywing sal die ingespuite ladingdraers egter uit die toestel vrygestel word en sal dus nie lig uitstraal nie. As gevolg van die feit dat liguitstraling slegs gedurende die halfsiklus van aandrywing plaasvind, is die doeltreffendheid van hierdie WS-toestel laer as dié van GS-toestelle. Boonop, as gevolg van die kapasitansie-eienskappe van die toestelle, is die elektroluminessensie-werkverrigting van beide WS-toestelle frekwensie-afhanklik, en optimale werkverrigting word gewoonlik by hoë frekwensies van etlike kilohertz bereik, wat dit moeilik maak om hulle versoenbaar te maak met standaard huishoudelike WS-krag by lae frekwensies (50 hertz/60 hertz).
Onlangs het iemand 'n WS-elektroniese toestel voorgestel wat teen frekwensies van 50 Hz/60 Hz kan werk. Hierdie toestel bestaan uit twee parallelle GS-toestelle (sien Figuur 2c). Deur die boonste elektrodes van die twee toestelle elektries kort te sluit en die onderste koplanêre elektrodes aan 'n WS-kragbron te koppel, kan die twee toestelle afwisselend aangeskakel word. Vanuit 'n stroombaanperspektief word hierdie WS-GS-toestel verkry deur 'n voorwaartse toestel en 'n terugwaartse toestel in serie te koppel. Wanneer die voorwaartse toestel aangeskakel word, word die terugwaartse toestel afgeskakel en tree dit as 'n weerstand op. As gevolg van die teenwoordigheid van weerstand is die elektroluminessensie-doeltreffendheid relatief laag. Boonop kan WS-liguitstralende toestelle slegs teen lae spanning werk en kan dit nie direk gekombineer word met 110 V/220 V standaard huishoudelike elektrisiteit nie. Soos getoon in Aanvullende Figuur 3 en Aanvullende Tabel 1, is die werkverrigting (helderheid en kragdoeltreffendheid) van gerapporteerde WS-GS-kragtoestelle wat deur hoë WS-spanning aangedryf word, laer as dié van GS-toestelle. Tot dusver is daar geen WS-GS-kragtoestel wat direk deur huishoudelike elektrisiteit teen 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz aangedryf kan word nie, en wat hoë doeltreffendheid en lang lewensduur het.
Chen Shuming en sy span van die Southern University of Science and Technology het 'n seriegekoppelde kwantumkol-liguitstralende diode ontwikkel met behulp van deursigtige geleidende indium-sinkoksied as die tussenelektrode. Die diode kan onder positiewe en negatiewe wisselstroomsiklusse werk, met eksterne kwantumdoeltreffendhede van onderskeidelik 20.09% en 21.15%. Boonop kan die paneel, deur verskeie seriegekoppelde toestelle te koppel, direk deur huishoudelike WS-krag aangedryf word sonder die behoefte aan komplekse agterstroombane. Onder die aandrywing van 220 V/50 Hz is die kragdoeltreffendheid van die rooi prop-en-speel-paneel 15.70 lm W-1, en die verstelbare helderheid kan tot 25834 cd m-2 bereik. Die ontwikkelde prop-en-speel kwantumkol-LED-paneel kan ekonomiese, kompakte, doeltreffende en stabiele vastetoestand-ligbronne produseer wat direk deur huishoudelike WS-elektrisiteit aangedryf kan word.
Geneem van Lightingchina.com
Plasingstyd: 14 Januarie 2025