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中科院再添研究成果!LED灯珠能效再升级!

2022年6月29日,中国科学院海西研究所(中国科学院福建物质研究所)发布了一项色度可调白光LED用透明玻璃陶瓷荧光转换片的研究成果,并已经取得相关的3项发明专利。据悉,此项研究属于科技部国家重点研发计划重点专项、福建省科技重大专项专题与中科院海西研究院创新重大项目。

中科院再添研究成果!LED灯珠能效再升级!

图片来源:中国科学院

中科院再添研究成果!LED灯珠能效再升级!

图片来源:中国科学院

LED芯片封装工艺

众所周知,LED芯片封装工艺不仅要求能够保护灯芯,而且还要能够透光,故其LED的封装工艺对封装材料有特殊的要求,好的封装可以让LED具备更好的发光效率和散热环境,进而提升LED的使用寿命。

据资料显示,90%以上的晶体管及70%~80%的集成电路都使用塑料封装材料,而环氧树脂封装塑粉是最常见的塑料封装材料。LED芯片一般使用的封装材料是透明的环氧树脂,其在高温状态下会变性、发黄,影响其透光性能,工作温度越高这种过程将进行得越快。

LED芯片想要发出白色的光,一般实现的方式有三种:蓝光LED+YAG黄色荧光粉、RGB三色LED、紫外LED+多色荧光粉,用得最多最广泛就是蓝光LED+YAG黄色荧光粉。但是由于荧光粉在高温下的衰减十分严重,故其由蓝光混合荧光粉发出的白光使用寿命备受影响。行业内把这一现象称为光衰

研究成果利好LED封装性能

中国科学院海西研究所(中国科学院福建物质研究所)该项研究成果成功解决了传统荧光粉/硅胶封装的白光LED性能不稳定,和荧光陶瓷LED色度不可调的难题。其主要创新点是使用自主研发的发光强度高、色度可调谐、物化性能稳定的无机玻璃陶瓷荧光体取代传统的荧光粉/有机硅胶和荧光陶瓷,构建高功率暖白光LED,显著提高照明用暖白光LED的物化性能稳定和使用寿命。使用该项研究成果封装而成的LED光源,其相关参数十分亮眼,其构建的白光LED光效>120lm/W(流明每瓦),Ra>80(显色指数),色温3000K-6000K可调。

中科院再添研究成果!LED灯珠能效再升级!

图片来源:中科院

该项研究成果还具有透明玻璃陶瓷荧光片生产工艺简单、绿色环保、成本低廉;项目投资小,见效快等优势。其落地的应用前景也较为宽泛,可用于路灯、隧道灯、射灯等,用白光LED照明的场景可考虑替换使用。

LED照明助力国家双碳政策

此外,随着国家“碳达峰碳中和”政策的不断推行,各个行业都将面临着能效改革。2022年6月29日,工业和信息化部联合发展改革委、财政部、生态环境部、国资委、市场监管总局等六部门联合发布了《工业能效提升行动计划》(工信部联节〔2022〕76号,以下简称《行动计划》)。该项《行动计划》的主要目标是到2025年,重点工业行业能效全面提升,数据中心等重点领域能效明显提升,绿色低碳能源利用比例显著提高,节能提效工艺技术装备广泛应用,标准、服务和监管体系逐步完善,规模以上工业单位增加值能耗比2020年下降13.5%。

中科院再添研究成果!LED灯珠能效再升级!

图片来源:中华人民共和国工业和信息化部

在此项计划下,工业照明领域似乎也迎来了一波新的发展机遇。《行动计划》的第四部分统筹提升企业园区综合能效中有提到推动工业企业、工业园区加强全链条、全维度、全过程用能管理,协同推进大中小企业节能提效,系统提升产业链供应链综合能效水平。全国相关的工业企业、工业区和高新技术园区等或许不久后就需进行一场能效提升行动。照企们可积极为相关的工业企业、工业园区输送产品和技术,帮助工业用户降低能耗。工业领域节能降耗是我国双碳行动的重要内容,进一步提升工业照明的能效水平将助力工业节能的目标实现。

小结

中国科学院海西研究所(中国科学院福建物质研究所)此次的研究成果落地之后,或可助力“碳达峰碳中和”与《工业能效提升行动计划》的目标实现。大力推动节能减排,加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系,推进经济社会发展全面绿色转型是国家与企业的共同愿景。

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