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【盘点】2017年LED行业十大创新技术成果

导读: 技术是推动LED产业迅猛发展的强大驱动力,也是企业阔步登上世界舞台的底气和硬气。在市场经济竞争日趋激烈的情况之下,LED行业只有不断推动技术的革新,才能得到更好的发展。

技术是推动LED产业迅猛发展的强大驱动力,也是企业阔步登上世界舞台的底气和硬气。在市场经济竞争日趋激烈的情况之下,LED行业只有不断推动技术的革新,才能得到更好的发展。

回顾2017年,LED行业诸多技术取得了突破性发展。现OFweek半导体照明网小编综合盘点了全球各地的一些LED相关的新技术及新应用信息,期望大家能够从中吸取应用创意养分,以创造出更多优秀的产品。

高光效低能耗LED智能植物工厂关键技术及系统集成

由杨其长、魏灵玲等团队完成的项目——“高光效低能耗LED智能植物工厂关键技术及系统集成”荣获2017年国家科技进步二等奖。杨其长教授团队经过12年的潜心研究,在植物工厂光源适配理论与方法、光效与能效提升、营养品质调控以及多因子协同管控技术等方面取得了多项原创性成果。奠定了我国在国际上的优势地位。

所突破的关键技术包括:

先提出植物“光配方”概念并阐明其理论依据,创制出基于光配方的LED节能光源及其光环境调控技术。基于植物光合对不同光谱的响应特征,率先提出了植物“光配方”概念,构建了典型作物不同生育期的光配方优化参数。创制出基于光配方的红光(660nm)与蓝光(450nm)芯片组合式、蓝光芯片与荧光粉激发式多光谱组合 (R/G/B/FR) LED节能光源;研发出基于植株发育特征的移动式LED光源及其光环境调控技术,显著降低光源能耗。与荧光灯相比,节能率达62%以上。

首次提出植物工厂光-温耦合节能调温方法,发明了基于室外冷源与空调协同调温的节能调控技术。基于夜晚室外空气含有冷源、光期空调降温能耗高的现实,首次提出将光期置于夜晚、引进室外自然冷源降温的“光-温耦合节能调温”方法,发明了基于室外冷源与空调协同调温的植物工厂节能环境调控技术装备,显著降低空调能耗。与传统空调降温相比,节能率达24.6-63.0%。

发明了UV-纳米TiO2营养液协同处理技术和采收前短期连续光照提升蔬菜品质方法,研发了基于光-营养协同调控的蔬菜品质提升技术。发明了UV-纳米TiO2协同处理营养液自毒物质的技术方法,首次提出采收前短期连续光照调控蔬菜品质新技术,探明了提升蔬菜品质的光环境优化参数及调控策略,降低叶菜硝酸盐含量达30%以上,并显著提高了Vc和可溶性糖含量。

研发出植物工厂光效、能效与营养品质提升的环境-营养多因子协同技术,集成创制出3个系列的智能LED植物工厂成套产品。探明了基于光配方、光-温耦合与营养品质提升等多因子协同调控的逻辑控制策略及算法,研制出基于物联网的植物工厂智能化管控技术,实现对植物工厂温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液EC、pH、DO等要素的在线检测、远端访问、程序更新及网络化智能管控。集成创制出3个系列的智能LED植物工厂成套技术产品:规模量产型、可移动型、家庭微型植物工厂。

稀土金属可用于提炼LED发光材料

近日,有消息称日本研发人员从海岸附近深海里稀土金属提炼LED产品原料。

具体消息称,日本东京大学教授加藤泰浩(Yasuhiro Kato) 和其研究团队成功从南鸟岛外海里的稀土金属提取出钇(Yttrium) 和铈(cerium)来用作LED发光材料。目前已有从海床提炼金属原料,该技术被多家企业拥有,其中包含丰田汽车、三井造船和东京大学等。

据悉,一旦该技术被开发,从深海提炼的金属还有可能应用于电动车、电池和风能等产业。目前,日本政府正在考虑是否应用此技术开发日本附近深海里稀土金属提炼项目。

实验室新发现:加入硼可解决LED发光效率下降现象

密西根研究团队11月发表最新研究,发现将化学元素硼(Boron)加入氮化铟镓 (INGan) 材料可以让LED半导体的中间层(middle layer)厚度变大,解决发光效率随着注入电流的提高而下降的现象。这项研究已经刊登于应用物理学快报(Applied Physics Letters)。

发光二极管(Light-emitting diode)半导体由带有正电性质的P型半导体和带有电子的N型半导体组合,通电后具有正电性质的电洞(hole) 会和电子(electron)结合并产生光,在中间层的所使用的材质将决定波长长短。

电子和电洞移动到中间层时,有太多的电子同时被挤压到中间层,会使其相互碰撞、无法有效的和电洞结合,降低发光效率,而这种情形又称之为欧格再结合(Auger recombination)。

而要解决这项问题的办法是增加中间层的厚度,好让电子和电洞有足够的空间;然而要增加中间层的厚度却没有想象中容易。

因为LED半导体是晶体状,原子间有其固定排列规则,而该特定间距又称为晶体参数(lattice parameter)。当晶体材料相互层叠生长时,它们的晶格参数必须相似,原子排列规则与材料连接处才能匹配,否则材料会变形。

研究者Williams和Kioupakis透过预测模型发现,将硼加入氮化铟镓,可以增加中间层的厚度,以利电子和电洞结合。BInGaN材料发出的光的波长也非常接近于氮化铟镓的波长,可以调整出不同的颜色。

这项研究是否能实际在实验室产出还是未知数,而究竟要掺入多少的的硼元素也是一项挑战,但是密西根研究团队的发现对新型LED的研发是一大贡献。

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