Вовед: Чен Шуминг и други од Јужниот Универзитет за наука и технологија развија сериска поврзана диода што емитува светлина со квантни точки користејќи проѕирен проводен индиум цинк оксид како средна електрода. Диодата може да работи при позитивни и негативни циклуси на наизменична струја, со надворешна квантна ефикасност од 20,09% и 21,15%, соодветно. Дополнително, со поврзување на повеќе сериски поврзани уреди, панелот може директно да се придвижува со наизменична струја во домаќинството без потреба од сложени задни кола. Под погон од 220 V/50 Hz, енергетската ефикасност на црвениот приклучок и репродуктивен панел е 15,70 lm W-1, а прилагодливата осветленост може да достигне до 25834 cd m-2.
Диодите што емитуваат светлина (LED) станаа главна технологија за осветлување поради нивната висока ефикасност, долг животен век, цврста состојба и еколошки безбедносни предности, задоволувајќи ја глобалната побарувачка за енергетска ефикасност и еколошка одржливост. Како полупроводничка pn диода, LED може да работи само под погон на нисконапонски извор на директна струја (DC). Поради еднонасочното и континуирано вбризгување полнење, полнењето и загревањето со џул се акумулираат во уредот, со што се намалува оперативната стабилност на ЛЕР. Покрај тоа, глобалното напојување главно се заснова на високонапонска наизменична струја, а многу апарати за домаќинство како што се LED светилките не можат директно да користат високонапонска наизменична струја. Затоа, кога LED се придвижува од електрична енергија во домаќинството, потребен е дополнителен AC-DC конвертор како посредник за претворање на високонапонската наизменична струја во нисконапонска DC моќност. Типичен AC-DC конвертор вклучува трансформатор за намалување на напонот во мрежата и коло за исправување за исправување на влезот за наизменична струја (види слика 1а). Иако ефикасноста на конверзија на повеќето AC-DC конвертори може да достигне над 90%, сè уште има загуба на енергија за време на процесот на конверзија. Дополнително, за прилагодување на осветленоста на ЛЕР, треба да се користи посебно коло за возење за да се регулира напојувањето со еднонасочна струја и да се обезбеди идеална струја за ЛЕР (види дополнителна слика 1б).
Сигурноста на колото на возачот ќе влијае на издржливоста на LED светлата. Затоа, воведувањето на AC-DC конвертори и DC драјвери не само што носи дополнителни трошоци (кои сочинуваат околу 17% од вкупните трошоци за LED светилки), туку исто така ја зголемува потрошувачката на енергија и ја намалува издржливоста на LED светилките. Затоа, многу е пожелно да се развијат LED или електролуминисцентни (EL) уреди кои можат директно да се придвижуваат од напон од 110 V/220 V во домаќинството од 50 Hz/60 Hz без потреба од сложени задни електронски уреди.
Во изминатите неколку децении, беа демонстрирани неколку електролуминисцентни уреди (AC-EL) управувани со наизменична струја. Типичен електронски баласт со наизменична струја се состои од слој што емитува флуоресцентен прав, сместен меѓу два изолациски слоја (Слика 2а). Употребата на изолационен слој спречува вбризгување на надворешни носачи на полнење, така што нема директна струја што тече низ уредот. Уредот има функција на кондензатор и под погон на електрично поле со висока наизменична струја, електроните генерирани внатрешно можат да тунелираат од точката на зафаќање до слојот на емисија. По добивањето на доволна кинетичка енергија, електроните се судираат со луминисцентниот центар, произведувајќи ексцитони и емитувајќи светлина. Поради неможноста да се вбризгаат електрони надвор од електродите, осветленоста и ефикасноста на овие уреди се значително помали, што ги ограничува нивните апликации во полето на осветлување и прикажување.
Со цел да се подобрат неговите перформанси, луѓето дизајнираа електронски придушници со наизменична струја со еден слој на изолација (види дополнителна слика 2б). Во оваа структура, за време на позитивниот полуциклус на AC погонот, носачот на полнење директно се вбризгува во слојот на емисија од надворешната електрода; Ефикасната емисија на светлина може да се забележи со рекомбинација со друг тип носач на полнеж генериран внатрешно. Меѓутоа, за време на негативниот полуциклус на AC погонот, инјектираните носачи на полнење ќе се ослободат од уредот и затоа нема да испуштаат светлина. Поради фактот што емисијата на светлина се јавува само за време на половина циклус на возење, ефикасноста на овој уред со наизменична струја е пониска од онаа на DC уредите. Дополнително, поради карактеристиките на капацитетот на уредите, перформансите на електролуминисценција на двата AC уреди зависат од фреквенцијата, а оптималните перформанси обично се постигнуваат на високи фреквенции од неколку килохерци, што го отежнува нивното компатибилност со стандардната наизменична струја во домаќинството при ниски фреквенции (50 херци/60 херци).
Неодамна, некој предложи електронски уред со наизменична струја што може да работи на фреквенции од 50 Hz/60 Hz. Овој уред се состои од два паралелни DC уреди (види Слика 2в). Со електрично краток спој на горните електроди на двата уреди и поврзување на долните компланарни електроди со извор на наизменична струја, двата уреди може наизменично да се вклучуваат. Од гледна точка на колото, овој уред со AC-DC се добива со поврзување на уред за напред и за назад уред во серија. Кога уредот за напред е вклучен, уредот за назад е исклучен, делувајќи како отпорник. Поради присуството на отпор, ефикасноста на електролуминисценцијата е релативно ниска. Дополнително, уредите што емитуваат светлина со наизменична струја можат да работат само при низок напон и не можат директно да се комбинираат со стандардна електрична енергија за домаќинството од 110 V/220 V. Како што е прикажано на дополнителната слика 3 и дополнителната табела 1, перформансите (осветленоста и енергетската ефикасност) на пријавените AC-DC уреди за напојување управувани од висок AC напон се пониски од оние на DC уредите. Досега не постои уред за напојување со наизменична струја што може директно да се придвижува од електрична енергија во домаќинството на 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz и има висока ефикасност и долг животен век.
Чен Шуминг и неговиот тим од Јужниот универзитет за наука и технологија развија сериска поврзана диода што емитува светлина со квантни точки користејќи проѕирен проводен индиум цинк оксид како средна електрода. Диодата може да работи при позитивни и негативни циклуси на наизменична струја, со надворешна квантна ефикасност од 20,09% и 21,15%, соодветно. Дополнително, со поврзување на уреди поврзани со повеќе серии, панелот може директно да се придвижува со наизменична струја во домаќинството без потреба од сложени задни кола. Под погон од 220 V/50 Hz, ефикасноста на напојувањето на црвениот панел за приклучување и репродукција е 15,70 lm W-1, а прилагодливата осветленост може да достигне до 25834 cd m-2. Развиениот LED панел со квантни точки може да произведе економични, компактни, ефикасни и стабилни извори на светлина во цврста состојба што може директно да се напојуваат со електрична енергија за домаќинство со наизменична струја.
Преземено од Lightingchina.com
Време на објавување: Јан-14-2025 година