Uvod: Chen Shuming i drugi s južnog sveučilišta za znanost i tehnologiju razvili su seriju povezanu kvantnu diodu s emitiranjem svjetla koristeći transparentni provodljivi indimski cink oksid kao intermedijarnu elektrodu. Dioda može raditi u pozitivnim i negativnim ciklusima izmjenične struje, s vanjskim kvantnim učinkovitošću od 20,09% i 21,15%. Osim toga, povezivanjem više serijskih spojenih uređaja, ploča može izravno pokrenuti izmjeničnu energiju kućanstva bez potrebe za složenim krugovima. Pod pogonom od 220 V/50 Hz, učinkovitost napajanja crvenog utikača i play ploče iznosi 15,70 LM W-1, a podesiva svjetlina može doseći do 25834 CD M-2.
Diode koje emitiraju svjetlost (LED) postale su glavna tehnologija rasvjete zbog svoje visoke učinkovitosti, dugog životnog vijeka, čvrstog stanja i prednosti sigurnosti okoliša, udovoljavajući globalnoj potražnji za energetskom učinkovitošću i održivošću okoliša. Kao poluvodička PN dioda, LED može raditi samo pod pogonom izvora s niskim naponom (DC). Zbog jednosmjernog i kontinuiranog ubrizgavanja naboja, naplaćivanja i grijanje joule akumuliraju se unutar uređaja, čime se smanjuje operativna stabilnost LED -a. Osim toga, globalno napajanje napajanja uglavnom se temelji na visokonaponskoj izmjeničnoj struji, a mnogi kućanski uređaji poput LED svjetla ne mogu izravno koristiti visokonaponsku izmjeničnu struju. Stoga, kada LED pokreće električnu energiju u kućanstvu, potreban je dodatni AC-DC pretvarač kao posrednik za pretvaranje visokonaponske izmjenične snage u DC snage s niskim naponom. Tipični AC-DC pretvarač uključuje transformator za smanjenje glavnog napona i krug ispravljača za ispravljanje AC ulaza (vidi sliku 1A). Iako učinkovitost pretvorbe većine AC-DC pretvarača može dostići više od 90%, tijekom procesa pretvorbe još uvijek postoji gubitak energije. Osim toga, za podešavanje svjetline LED -a, za regulaciju napajanja DC -a treba koristiti namjenski pogonski krug i osigurati idealnu struju za LED (vidi dopunsku sliku 1b).
Pouzdanost pokretačkog kruga utjecat će na trajnost LED svjetla. Stoga, uvođenje AC-DC pretvarača i DC pokretača ne samo da donosi dodatne troškove (što čini oko 17% ukupnih troškova LED svjetiljke), već također povećava potrošnju energije i smanjuje trajnost LED svjetiljki. Stoga je izravno razvijanje LED ili elektroluminescentnih (EL) uređaja koji mogu izravno pokrenuti domaćinstvo 110 V/220 V naponi od 50 Hz/60 Hz bez potrebe za složenim elektroničkim uređajima.
U posljednjih nekoliko desetljeća dokazano je nekoliko uređaja za elektroluminescentni (AC-EL) na AC. Tipični izmjenični elektronički balast sastoji se od sloja fluorescentnog praha koji se emitira između dva izolacijska sloja (slika 2A). Upotreba izolacijskog sloja sprječava ubrizgavanje nosača vanjskih naboja, tako da ne postoji izravna struja koja teče kroz uređaj. Uređaj ima funkciju kondenzatora, a ispod pogona visokog izmjeničnog električnog polja, elektroni koji se generiraju iznutra mogu tunel iz točke hvatanja do emisijskog sloja. Nakon dobivanja dovoljne kinetičke energije, elektroni se sudaraju s luminescentnim centrom, stvarajući ekscitone i emitiraju svjetlost. Zbog nemogućnosti ubrizgavanja elektrona izvan elektroda, svjetlina i učinkovitost ovih uređaja značajno su niži, što ograničava njihovu primjenu u poljima rasvjete i zaslona.
Kako bi poboljšali svoje performanse, ljudi su dizajnirali izmjenične elektroničke balaste s jednim izolacijskim slojem (vidi Dodatnu sliku 2B). U ovoj strukturi, tijekom pozitivnog pola ciklusa izmjeničnog pogona, nosač naboja izravno se ubrizgava u emisijski sloj iz vanjske elektrode; Učinkovita emisija svjetlosti može se primijetiti rekombinacijom s drugom vrstom nosača naboja koji se interno generira. Međutim, tijekom negativnog pola ciklusa izmjeničnog pogona, ubrizgani nosači naboja bit će otpušteni s uređaja i stoga neće emitirati svjetlost.DUE do činjenice da se emisija svjetlosti javlja samo tijekom pola ciklusa vožnje, učinkovitost ovog AC uređaja je niža od one na DC uređajima. Osim toga, zbog karakteristika kapacitivnosti uređaja, učinkovitost elektroluminiscencije oba izmjeničnih uređaja ovisi o frekvenciji, a optimalne performanse obično se postižu na velikim frekvencijama od nekoliko kilohertza, što im je teško biti kompatibilno sa standardnom napajanjem domaćinstva na niskim frekvencijama (50 Hertz/60 Hertz).
Nedavno je netko predložio izmjenični elektronički uređaj koji može raditi na frekvencijama od 50 Hz/60 Hz. Ovaj se uređaj sastoji od dva paralelna DC uređaja (vidi sliku 2c). Električnim kratkim spojem gornjih elektroda dvaju uređaja i povezivanjem donjih koplanarnih elektroda na izvor napajanja, dva uređaja mogu se naizmjenično uključiti. Iz perspektive kruga, ovaj AC-DC uređaj dobiva se spajanjem uređaja prema naprijed i obrnutim uređajem u seriji. Kad se uređaj prema naprijed uključi, obrnuti uređaj je isključen, djelujući kao otpornik. Zbog prisutnosti otpornosti, učinkovitost elektroluminiscencije je relativno niska. Osim toga, uređaji za emitiranje svjetla mogu raditi samo pri niskom naponu i ne mogu se izravno kombinirati sa 110 V/220 V standardnom električnom energijom kućanstva. Kao što je prikazano na Dodatnoj slici 3 i dopunskoj tablici 1, performanse (svjetlina i učinkovitost napajanja) prijavljenih AC-DC uređaja za napajanje vođene visokim izmjeničnim naponom je niža od one na DC uređajima. Do sada ne postoji AC-DC uređaj za napajanje koji može izravno pokrenuti električnu energiju kućanstva pri 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz, a ima visoku učinkovitost i dugi životni vijek.
Chen Shuming i njegov tim s južnog sveučilišta za znanost i tehnologiju razvili su seriju povezanu kvantnu diodu s emitiranjem svjetla koristeći prozirnu provodnu indij cink oksid kao intermedijarnu elektrodu. Dioda može raditi u pozitivnim i negativnim ciklusima izmjenične struje, s vanjskim kvantnim učinkovitošću od 20,09% i 21,15%. Osim toga, povezivanjem više serijskih spojenih uređaja, ploča može izravno pokrenuti izmjeničnom snagom kućanstva bez potrebe za složenim krugovima. Razvijeni LED ploča s utikačem i igranjem može proizvesti ekonomične, kompaktne, učinkovite i stabilne izvore svjetlosti čvrstog stanja koje se može izravno napajati električnom energijom u kućanstvu.
Preuzeto s LightingChina.com
Post Vrijeme: siječanj-14-2025