Giriş: Güney Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Chen Shuming ve diğerleri, ara elektrot olarak şeffaf iletken indiyum çinko oksit kullanarak seri bağlı kuantum noktalı ışık yayan diyot geliştirdiler. Diyot, sırasıyla %20,09 ve %21,15 harici kuantum verimliliğiyle pozitif ve negatif alternatif akım döngüleri altında çalışabilir. Ek olarak, birden fazla seri bağlı cihazın bağlanmasıyla panel, karmaşık arka uç devrelerine gerek kalmadan doğrudan evdeki AC gücüyle çalıştırılabilir. 220 V/50 Hz sürücü altında, kırmızı tak çalıştır panelinin güç verimliliği 15,70 lm W-1 olup, ayarlanabilir parlaklık 25834 cd m-2'ye kadar ulaşabilmektedir.
Işık yayan diyotlar (LED'ler), yüksek verimlilikleri, uzun ömürleri, katı hal ve çevre güvenliği avantajları nedeniyle, enerji verimliliği ve çevresel sürdürülebilirliğe yönelik küresel talebi karşılayarak ana aydınlatma teknolojisi haline geldi. Yarı iletken bir pn diyot olarak LED, yalnızca düşük voltajlı doğru akım (DC) kaynağının sürücüsü altında çalışabilir. Tek yönlü ve sürekli şarj enjeksiyonu nedeniyle, şarjlar ve Joule ısınması cihaz içinde birikir ve böylece LED'in çalışma kararlılığı azalır. Ek olarak, küresel güç kaynağı esas olarak yüksek voltajlı alternatif akıma dayanmaktadır ve LED ışıklar gibi birçok ev aleti, yüksek voltajlı alternatif akımı doğrudan kullanamaz. Bu nedenle, LED ev elektriğiyle çalıştırıldığında, yüksek voltajlı AC gücünü düşük voltajlı DC gücüne dönüştürmek için aracı olarak ek bir AC-DC dönüştürücü gerekir. Tipik bir AC-DC dönüştürücü, şebeke voltajını düşürmek için bir transformatör ve AC girişini düzeltmek için bir doğrultucu devre içerir (bkz. Şekil 1a). Çoğu AC-DC dönüştürücünün dönüşüm verimliliği %90'ın üzerine çıkabilse de dönüşüm işlemi sırasında hala enerji kaybı yaşanmaktadır. Ek olarak, LED'in parlaklığını ayarlamak için DC güç kaynağını düzenlemek ve LED için ideal akımı sağlamak üzere özel bir sürüş devresi kullanılmalıdır (bkz. Ek Şekil 1b).
Sürücü devresinin güvenilirliği LED ışıkların dayanıklılığını etkileyecektir. Bu nedenle, AC-DC dönüştürücülerin ve DC sürücülerin piyasaya sürülmesi yalnızca ek maliyetlere yol açmakla kalmaz (toplam LED lamba maliyetinin yaklaşık %17'sini oluşturur), aynı zamanda güç tüketimini artırır ve LED lambaların dayanıklılığını azaltır. Bu nedenle, karmaşık arka uç elektronik cihazlara ihtiyaç duymadan, 50 Hz/60 Hz'lik ev tipi 110 V/220 V voltajlarla doğrudan çalıştırılabilen LED veya elektrominesans (EL) cihazların geliştirilmesi oldukça arzu edilir.
Geçtiğimiz birkaç on yıl içinde, çeşitli AC tahrikli elektrolüminesans (AC-EL) cihazları gösterilmiştir. Tipik bir AC elektronik balast, iki yalıtım katmanı arasına sıkıştırılmış floresan toz yayan bir katmandan oluşur (Şekil 2a). Yalıtım katmanının kullanılması harici yük taşıyıcılarının enjeksiyonunu önler, dolayısıyla cihazdan doğru akım geçmez. Cihaz bir kapasitör işlevine sahiptir ve yüksek AC elektrik alanının tahriki altında dahili olarak üretilen elektronlar yakalama noktasından emisyon katmanına tünel açabilir. Yeterli kinetik enerji elde edildikten sonra elektronlar ışıldayan merkezle çarpışarak eksitonlar üretir ve ışık yayar. Elektrotların dışarıdan enjekte edilememesi nedeniyle bu cihazların parlaklığı ve verimliliği önemli ölçüde düşüktür, bu da aydınlatma ve görüntüleme alanlarındaki uygulamalarını sınırlamaktadır.
Performansını artırmak için insanlar tek yalıtım katmanına sahip AC elektronik balastlar tasarladılar (bkz. Ek Şekil 2b). Bu yapıda, AC sürücünün pozitif yarı döngüsü sırasında, harici elektrottan emisyon katmanına doğrudan bir yük taşıyıcı enjekte edilir; Dahili olarak üretilen başka tipte bir yük taşıyıcı ile rekombinasyon yoluyla verimli ışık emisyonu gözlemlenebilir. Ancak AC sürücünün negatif yarı döngüsü sırasında enjekte edilen yük taşıyıcıları cihazdan serbest kalacak ve dolayısıyla ışık yaymayacaktır. Işık emisyonunun yalnızca sürüşün yarım döngüsü sırasında meydana gelmesi nedeniyle bu AC cihazın verimliliği DC cihazlarınkinden daha düşüktür. Ek olarak, cihazların kapasitans özelliklerinden dolayı, her iki AC cihazının elektrolüminesans performansı frekansa bağlıdır ve optimum performans genellikle birkaç kilohertzlik yüksek frekanslarda elde edilir, bu da bunların düşük frekanstaki standart ev AC gücüyle uyumlu olmalarını zorlaştırır. frekanslar (50 hertz/60 hertz).
Son zamanlarda birisi 50 Hz/60 Hz frekanslarında çalışabilen bir AC elektronik cihazı önerdi. Bu cihaz iki paralel DC cihazından oluşur (bkz. Şekil 2c). İki cihazın üst elektrotlarına elektriksel olarak kısa devre yaptırılarak ve eş düzlemli alt elektrotlar bir AC güç kaynağına bağlanarak, iki cihaz dönüşümlü olarak açılabilir. Devre açısından bakıldığında, bu AC-DC cihazı, bir ileri cihazın ve bir geri cihazın seri olarak bağlanmasıyla elde edilir. İleri cihaz açıldığında, geri cihaz kapatılarak direnç görevi görür. Direncin varlığı nedeniyle elektrolüminesans verimliliği nispeten düşüktür. Ayrıca AC ışık yayan cihazlar yalnızca düşük voltajda çalışabilir ve 110 V/220 V standart ev elektriği ile doğrudan birleştirilemez. Ek Şekil 3 ve Ek Tablo 1'de gösterildiği gibi, yüksek AC voltajıyla çalıştırılan rapor edilen AC-DC güç cihazlarının performansı (parlaklık ve güç verimliliği), DC cihazlarınkinden daha düşüktür. Şu ana kadar 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz ev elektriği ile doğrudan çalıştırılabilen, yüksek verimli ve uzun ömürlü bir AC-DC güç cihazı bulunmamaktadır.
Güney Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Chen Shuming ve ekibi, ara elektrot olarak şeffaf iletken indiyum çinko oksit kullanarak seri bağlı kuantum noktalı ışık yayan diyot geliştirdi. Diyot, sırasıyla %20,09 ve %21,15 harici kuantum verimliliğiyle pozitif ve negatif alternatif akım döngüleri altında çalışabilir. Ayrıca, birden fazla seri bağlı cihazın bağlanmasıyla panel, karmaşık arka uç devrelerine ihtiyaç duymadan doğrudan evdeki AC gücüyle çalıştırılabilir. 220 V/50 Hz sürücü altında, kırmızı tak ve çalıştır panelinin güç verimliliği 15,70'dir. lm W-1 ve ayarlanabilir parlaklık 25834 cd m-2'ye kadar ulaşabilir. Geliştirilen tak ve çalıştır quantum dot LED paneli, doğrudan evdeki AC elektriğiyle çalıştırılabilen ekonomik, kompakt, verimli ve kararlı katı hal ışık kaynakları üretebilir.
Lightingchina.com'dan alınmıştır
Gönderim zamanı: Ocak-14-2025