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深紫外光LED技术“牛逼” 改变人类杀菌技术应用

导读: 目前深紫外光被举出的最有效用途,就是取代以氯或臭氧等化学方式的净水技术,过去深紫外线水银灯用的水银是重度有毒物质,所以无法用在公共滤水用途;而深紫外光LED光源无水银,只要解决输出功率问题,提供强度足够的深紫外光,便可应用在以饮用水清洁为首的用途。

  深紫外光LED将改变人类杀菌技术应用,带来全新的清净环境。

  图为深紫外光杀菌作业执行现场

  深紫外光、特别是波长265奈米(nm)的深紫外光,由于容易破坏细菌DNA的遗传成分,让细菌丧失繁殖能力,向为重要的物理杀菌方式之一;而日本推出全新的深紫外LED光源,将有助于相关应用的普及。

  过去深紫外光普遍用于实验室、高阶医疗设施、与特定工厂中,却难以普及,这是因为水银灯技术体系的深紫外光,台灯大小就需要100V以上的启动电压,启动前需要10~30分钟暖机,使用寿命约3,000~5,000小时,耗电凶、生效慢加上使用寿命短,不适合当家电使用。

  但是深紫外光LED不同,每个深紫外光LED芯片大小都不到1公分,启动电压5~7V,暖机时间0秒,使用寿命超过1万小时,这就相当好用。

  目前深紫外光被举出的最有效用途,就是取代以氯或臭氧等化学方式的净水技术,过去深紫外线水银灯用的水银是重度有毒物质,所以无法用在公共滤水用途;而深紫外光LED光源无水银,只要解决输出功率问题,提供强度足够的深紫外光,便可应用在以饮用水清洁为首的用途。

  日厂在深紫外光应用上,目前以工业用帮浦大厂日机装(Nikkiso)、化学大厂旭化成(Asahi Kasei)、化学大厂德山(Tokuyama)等3厂为首。

  日机装是2006年起,与2014年得到诺贝尔物理学奖的赤崎勇与天野浩合作,采用氮化铝镓(AlGaN)光源,配合氮化铝(AlN)缓冲层,先制成输出功率30mW的产品,2016年1月将推出输出功率50mW的样品,预定于春季量产,只要让水以每分钟2~10公升速度流过50mW的深紫外光有效范围内,便有99.9%杀菌效果。

  旭化成则是成功制出高纯度氮化铝基板,预定于2016年4月发售的产品,输出功率虽仅20mW,但1mW单价,则从其他厂商的2~3美元,降低为0.5~1美元,而且可能进一步降低到0.25美元,以低价快速打开家电市场应用。

  氮化铝有一个明显的缺点,就是深紫外光偏折系数高,大部分光线无法射出,因此德山从改变基板分子架构方向下手,让光线射出量达现行产品2倍,研发输出功率达90mW的深紫外光LED,以高功率取胜,预定在2016年内可达量产上市水平。

  由于波长短于可见光的深紫外光,需要更精密的制程才能制出有效的深紫外光LED,当日本LED光源市场面临中国与韩国厂价格竞争时,日本厂以优势技术转向深紫外光LED领域,是一条有效的转型之途。

  随日本高功率深紫外光LED将于2016年量产上市,后续市场规模值得仔细观察。

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