SISSEJUHATUS: Chen Shuming ja teised Lõuna-Teadus- ja Tehnoloogiaülikoolist on välja töötanud seeria ühendatud kvantpunkti valgustusega dioodi, kasutades vaheelektroodina läbipaistvat juhtivat indium tsinkoksiidi. Diood võib töötada positiivsete ja negatiivsete vahelduvate voolutsüklite korral, väliste kvantiefektiivsustega vastavalt 20,09% ja 21,15%. Lisaks saab mitu seeria ühendatud seadme ühendamisega paneeli otse juhtida majapidamise vahelduvvoolutoiteta, ilma et oleks vaja keerulisi taustaahelaid. 220 V/50 Hz draivi all on punase pistiku ja mängupaneeli energiatõhusus 15,70 lm W-1 ja reguleeritav heledus võib ulatuda kuni 25834 CD M-2.
Valguse kiirgavatest dioodidest (LED-idest) on muutunud tavapäraseks valgustustehnoloogiaks tänu nende suurele tõhususele, pika eluea, tahke oleku ja keskkonnaohutuse eelistele, mis vastab ülemaailmsele energiatõhususe nõudluse ja keskkonna jätkusuutlikkuse järele. Pooljuhtide PN-dioodina saab LED töötada ainult madalapinge alalisvoolu (DC) allika ajamil. Laadimislaengu ühesuunalise ja pideva süstimise tõttu kogunevad seadmesse laengud ja džauli kütte, vähendades sellega LED -i töö stabiilsust. Lisaks põhineb ülemaailmne toiteallikas peamiselt kõrgepinge vahelduvvoolul ja paljud majapidamisseadmed, näiteks LED-tuled, ei saa otseselt kasutada kõrgepinge vahelduvat voolu. Seetõttu, kui LED-i juhitakse majapidamise elektrienergiast, on vahendajana vaja täiendavat AC-DC muundurit, et muuta kõrgepinge vahelduvvoolu võimsus madala pingega alalisvooluks. Tüüpiline AC-DC muundur sisaldab trafo toitepinge vähendamiseks ja AC sisendi parandamiseks alaldi vooluahelat (vt joonis 1A). Ehkki enamiku AC-DC muundurite muundamise efektiivsus võib ulatuda üle 90%, on muundamise käigus endiselt energiakadu. Lisaks tuleks LED -i heleduse reguleerimiseks kasutada spetsiaalset sõiduahelat alalisvoolu toiteallika reguleerimiseks ja LED -i jaoks ideaalse voolu tagamiseks (vt täiendav joonis 1B).
Juhi vooluringi usaldusväärsus mõjutab LED -tulede vastupidavust. Seetõttu ei kanna AC-DC muundurite ja DC-draiverite tutvustamine mitte ainult lisakulusid (moodustades umbes 17% kogu LED-lambi maksumusest), vaid suurendab ka energiatarbimist ja vähendab LED-lampide vastupidavust. Seetõttu on väga soovitav LED -või elektroluminestsentseadmete väljatöötamine, mida saab otseselt juhtida leibkonna 110 V/220 V pingega 50 Hz/60 Hz, ilma et oleks vaja keerulisi taustprogramme elektroonilisi seadmeid.
Viimastel aastakümnetel on demonstreeritud mitmeid vahelduvvooluga elektroluminestsentsi (AC-EL) seadmeid. Tüüpiline vahelduvvoolu elektrooniline ballast koosneb fluorestsentspulbrist, mis kiirgab kahe isoleerkihi vahele pandud kihi (joonis 2A). Isolatsioonikihi kasutamine hoiab ära väliste laengukandjate süstimise, nii et seadme kaudu ei voolata alalisvoolu. Seadmel on kondensaatori funktsioon ja kõrge vahelduvvoolu elektrivälja draivi all võivad sisemiselt genereerivad elektronid tunneldada jäägipunktist emissioonikihile. Pärast piisava kineetilise energia saamist põrkuvad elektronid luminestsentsikeskusega, tekitades eksitonite ja kiirgades valgust. Kuna elektroodidest on elektrone süstida, on nende seadmete heledus ja efektiivsus oluliselt madalamad, mis piirab nende rakendusi valgustuse ja kuvamise valdkondades.
Selle jõudluse parandamiseks on inimesed kujundanud vahelduvvoolu elektroonilised ballastid ühe isolatsioonikihiga (vt lisajoonis 2B). Selles struktuuris süstitakse vahelduvvoolu draivi positiivse pooltsükli ajal laengukandja otse välise elektroodi emissioonikihi; Tõhusat valguse emissiooni saab jälgida rekombinatsiooniga teise sisemiselt loodud laengukandjaga. Kuid vahelduvvoolu draivi negatiivse pooltsükli ajal vabastatakse süstitud laengukandjad seadmest ja seetõttu ei eralda need valgust. Lisaks on seadmete mahtuvuse omaduste tõttu mõlema vahelduvvoolu seadme elektroluminestsentsi jõudlus sagedusest sõltuv ja optimaalne jõudlus saavutatakse tavaliselt mitme kilohertsi kõrgetel sagedustel, mis raskendab neid tavalise leibkonna vahelduvvooluga madala sagedusega (50 hertz/60 hertz).
Hiljuti pakkus keegi välja vahelduvvoolu elektroonilise seadme, mis suudab töötada sagedustel 50 Hz/60 Hz. See seade koosneb kahest paralleelsest alalisvoolu seadmest (vt joonis 2C). Kahe seadme ülemise elektroodi elektriliselt lühistades ja alumise koplanaarielektroodide ühendamisel vahelduvvooluallikaga, saab kaks seadet vaheldumisi sisse lülitada. Ahela vaatevinklist saadakse see vahelduvvoolu-DC seade, ühendades järjestikuse seadme ja tagurpidi seadme. Kui ettepoole suunatud seade on sisse lülitatud, lülitatakse tagurpidi seade välja, toimides takistina. Resistentsuse olemasolu tõttu on elektroluminestsentsi efektiivsus suhteliselt madal. Lisaks saavad vahelduvvoolu valgustusseadmed töötada ainult madala pingega ja neid ei saa otseselt kombineerida 110 V/220 V tavalise majapidamise elektriga. Nagu on näidatud lisajoonis 3 ja täiendav tabel 1, on kõrge vahelduvvoolu pinge poolt juhitud teatatud AC-DC toiteseadmete jõudlus (heledus ja energiatõhusus) madalam kui alalisvoolu seadmetel. Siiani pole vahelduvvoolu-DC-toiteseadme, mida saaks otseselt juhtida majapidamise elektrienergiaga kiirusel 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz, ning millel oleks kõrge tõhusus ja pikk eluiga.
Chen Shuming ja tema meeskond Lõuna-Teadus- ja Tehnoloogiaülikoolist on välja töötanud seeria ühendatud kvantpunkti valgustusega dioodi, kasutades vaheelektroodina läbipaistvat juhtivat indium tsinkoksiidi. Diood võib töötada positiivsete ja negatiivsete vahelduvate voolutsüklite korral, väliste kvantiefektiivsustega vastavalt 20,09% ja 21,15%. Lisaks sellele, ühendades mitu seeriaga ühendatud seadmeid, saab paneeli juhtida otseselt majapidamise vahelduvvooluta, ilma et oleks vaja keerulisi taustaahelaid. Välja töötatud pistik- ja mängimispaneel LED-paneel võib toota ökonoomseid, kompaktseid, tõhusaid ja stabiilseid tahkisvalgusallikaid, mida saab otseselt toiteallikaks majapidamise vahelduvvoolu elektrienergia abil.
Võetud saidilt LImbingchina.com
Postiaeg: 14. jaanuar-2025