Triển vọng phát triển của công nghệ LED trắng
Đèn LED là nguồn sáng tiết kiệm và chất lượng cao nhất. Không phải vô cớ mà công nghệ sản xuất đèn LED trắng, được sử dụng liên tục để chiếu sáng, không ngừng phát triển. Sự quan tâm của ngành công nghiệp chiếu sáng và người dân thường trên đường phố đã kích thích các nghiên cứu liên tục và nhiều trong lĩnh vực công nghệ chiếu sáng này.
Chúng ta có thể nói rằng triển vọng của đèn LED trắng là rất lớn. Điều này là do những lợi ích rõ ràng của việc tiết kiệm điện dành cho chiếu sáng sẽ tiếp tục thu hút các nhà đầu tư nghiên cứu các quy trình này, cải tiến công nghệ và khám phá các vật liệu mới hơn, hiệu quả hơn trong một thời gian dài.
Nếu chúng ta chú ý đến các ấn phẩm mới nhất của các nhà sản xuất đèn LED và nhà phát triển vật liệu để tạo ra chúng, các chuyên gia theo hướng nghiên cứu chất bán dẫn và công nghệ chiếu sáng bán dẫn, chúng ta có thể nêu bật một số hướng phát triển trong lĩnh vực này ngày nay.
Được biết, hệ số chuyển đổi phốt pho là yếu tố chính quyết định hiệu suất của đèn LED, hơn nữa, phổ phát xạ lại của phốt pho ảnh hưởng đến chất lượng ánh sáng do đèn LED tạo ra. Do đó, việc tìm kiếm và nghiên cứu các loại phốt pho tốt hơn và hiệu quả hơn là một trong những hướng quan trọng nhất trong sự phát triển của công nghệ LED hiện nay.
Garnet nhôm yttrium là loại phốt pho phổ biến nhất cho đèn LED trắng và có thể đạt hiệu suất chỉ hơn 95%. Các chất lân quang khác, mặc dù chúng cho quang phổ ánh sáng trắng có chất lượng tốt hơn, nhưng lại kém hiệu quả hơn chất lân quang YAG. Vì lý do này, nhiều nghiên cứu nhằm mục đích thu được một chất lân quang bền hơn và hiệu quả hơn, cho quang phổ chính xác.
Một giải pháp khác, mặc dù vẫn được phân biệt bởi giá cao, là đèn LED đa tinh thể cho ánh sáng trắng sáng với phổ chất lượng cao. Đây là những đèn LED đa thành phần kết hợp.
Sự kết hợp chip bán dẫn nhiều màu không phải là giải pháp duy nhất. Đèn LED có chứa một số chip màu cũng như thành phần phốt pho được hiển thị hiệu quả hơn nhiều.
Mặc dù hiệu quả của phương pháp vẫn còn thấp, nhưng phương pháp này vẫn đáng được chú ý khi các chấm lượng tử được sử dụng làm bộ chuyển đổi. Bằng cách này, bạn có thể tạo ra đèn LED với chất lượng ánh sáng cao. Công nghệ này được gọi là đèn LED chấm lượng tử trắng.
Vì giới hạn hiệu suất lớn nhất nằm trực tiếp trong chip LED, nên việc tăng hiệu suất của chính vật liệu phát xạ bán dẫn có thể giúp cải thiện hiệu suất.
Kết luận là các cấu trúc bán dẫn phổ biến nhất không cho phép năng suất lượng tử trên 50%.Kết quả hiệu suất lượng tử tốt nhất hiện tại chỉ đạt được với đèn LED màu đỏ, mang lại hiệu suất chỉ hơn 60%.
Các cấu trúc được phát triển bằng epitaxy gali nitride trên đế sapphire không phải là một quy trình rẻ tiền. Việc chuyển sang các cấu trúc bán dẫn rẻ hơn có thể đẩy nhanh tiến độ.
Lấy các vật liệu khác làm cơ sở, chẳng hạn như oxit gali, cacbua silic hoặc silicon nguyên chất, sẽ giảm đáng kể chi phí sản xuất đèn LED. Nỗ lực hợp kim gali nitrit với các chất khác nhau không phải là cách duy nhất để giảm chi phí. Các vật liệu bán dẫn như selenua kẽm, nitrua indi, nitrua nhôm và nitrua boron được coi là có triển vọng.
Không nên loại trừ khả năng sử dụng rộng rãi đèn LED không chứa phốt pho dựa trên sự phát triển của cấu trúc epiticular kẽm selenua trên chất nền kẽm selenua. Ở đây, vùng hoạt động của chất bán dẫn phát ra ánh sáng xanh và bản thân chất nền (vì bản thân kẽm selenua là một chất phốt pho hiệu quả) hóa ra là một nguồn ánh sáng vàng.
Nếu một lớp bán dẫn khác có độ rộng dải nhỏ hơn được đưa vào cấu trúc, thì nó sẽ có thể hấp thụ một số lượng tử có năng lượng nhất định và sự phát xạ thứ cấp sẽ xảy ra ở vùng có năng lượng thấp hơn. Công nghệ này được gọi là đèn LED với bộ chuyển đổi phát xạ bán dẫn.