Увод: Чен Шуминг и други са Јужног универзитета за науку и технологију развили су серијски спојену квантну тачку која емитује светлећу диоду користећи провидни проводљиви индијум цинк оксид као међуелектроду. Диода може да ради под позитивним и негативним циклусима наизменичне струје, са спољном квантном ефикасношћу од 20,09% и 21,15%, респективно. Поред тога, повезивањем више серијски повезаних уређаја, панел се може директно покретати наизменичном струјом у домаћинству без потребе за сложеним позадинским круговима. Под погоном од 220 В/50 Хз, енергетска ефикасност црвеног плуг анд плаи панела је 15,70 лм В-1, а подесива осветљеност може досећи и до 25834 цд м-2.
Диоде које емитују светлост (ЛЕД) постале су главна технологија осветљења због своје високе ефикасности, дугог века трајања, предности у чврстом стању и безбедности животне средине, задовољавајући глобалну потражњу за енергетском ефикасношћу и еколошком одрживошћу. Као полупроводничка пн диода, ЛЕД може да ради само под погоном нисконапонског извора једносмерне струје (ДЦ). Због једносмерног и континуираног убризгавања пуњења, наелектрисања и џуле загревање се акумулирају унутар уређаја, чиме се смањује радна стабилност ЛЕД-а. Поред тога, глобално напајање се углавном заснива на високонапонској наизменичној струји, а многи кућни апарати као што су ЛЕД светла не могу директно да користе наизменичну струју високог напона. Стога, када се ЛЕД покреће електричном енергијом у домаћинству, потребан је додатни АЦ-ДЦ претварач као посредник за претварање високонапонске струје наизменичне струје у нисконапонску једносмерну струју. Типичан АЦ-ДЦ претварач укључује трансформатор за смањење мрежног напона и исправљачко коло за исправљање АЦ улаза (погледајте слику 1а). Иако ефикасност конверзије већине АЦ-ДЦ претварача може достићи преко 90%, још увек постоји губитак енергије током процеса конверзије. Поред тога, да би се подесила осветљеност ЛЕД-а, требало би да се користи наменски погонски круг за регулисање ДЦ напајања и обезбеђивање идеалне струје за ЛЕД (погледајте додатну слику 1б).
Поузданост управљачког кола ће утицати на издржљивост ЛЕД светала. Стога, увођење АЦ-ДЦ претварача и ДЦ драјвера не само да изазива додатне трошкове (који чине око 17% укупне цене ЛЕД лампе), већ и повећава потрошњу енергије и смањује трајност ЛЕД лампи. Због тога је веома пожељан развој ЛЕД или електролуминисцентних (ЕЛ) уређаја који се могу директно покретати напонима од 110 В/220 В у домаћинству од 50 Хз/60 Хз без потребе за сложеним електронским уређајима.
У последњих неколико деценија, демонстрирано је неколико електролуминисцентних (АЦ-ЕЛ) уређаја на наизменичну струју. Типични АЦ електронски баласт се састоји од слоја који емитује флуоресцентни прах у сендвичу између два изолациона слоја (слика 2а). Употреба изолационог слоја спречава убризгавање спољних носача набоја, тако да нема једносмерне струје која тече кроз уређај. Уређај има функцију кондензатора, а под погоном високог наизменичног електричног поља, електрони генерисани интерно могу тунелирати од тачке хватања до емисионог слоја. Након добијања довољне кинетичке енергије, електрони се сударају са луминисцентним центром, производећи екситоне и емитујући светлост. Због немогућности убризгавања електрона изван електрода, осветљеност и ефикасност ових уређаја су знатно нижи, што ограничава њихову примену у областима осветљења и дисплеја.
Да би побољшали његове перформансе, људи су дизајнирали АЦ електронске пригушнице са једним изолационим слојем (погледајте додатну слику 2б). У овој структури, током позитивног полуциклуса погона наизменичне струје, носилац наелектрисања се директно убризгава у емисиони слој са спољне електроде; Ефикасна емисија светлости се може посматрати рекомбинацијом са другим типом носача наелектрисања који се ствара интерно. Међутим, током негативног полуциклуса погона наизменичне струје, убризгани носачи наелектрисања ће се ослободити уређаја и стога неће емитовати светлост. Због чињенице да се емисија светлости јавља само током полуциклуса вожње, ефикасност овог уређаја наизменичне струје је нижа од оне код ДЦ уређаја. Поред тога, због карактеристика капацитивности уређаја, перформансе електролуминисценције оба уређаја наизменичне струје зависе од фреквенције, а оптималне перформансе се обично постижу на високим фреквенцијама од неколико килохерца, што их отежава да буду компатибилни са стандардним кућним напајањем наизменичне струје при ниским фреквенције (50 херца/60 херца).
Недавно је неко предложио електронски уређај наизменичне струје који може да ради на фреквенцијама од 50 Хз/60 Хз. Овај уређај се састоји од два паралелна ДЦ уређаја (погледајте слику 2ц). Електричним кратким спојем горњих електрода два уређаја и повезивањем доњих компланарних електрода на извор напајања наизменичном струјом, два уређаја се могу наизменично укључити. Из перспективе кола, овај АЦ-ДЦ уређај се добија серијским повезивањем уређаја за напред и обрнуто. Када је уређај за кретање унапред укључен, уређај за назад се искључује, делујући као отпорник. Због присуства отпора, ефикасност електролуминисценције је релативно ниска. Поред тога, уређаји који емитују светлост наизменичне струје могу да раде само на ниском напону и не могу се директно комбиновати са 110 В/220 В стандардном електричном енергијом за домаћинство. Као што је приказано на Додатној слици 3 и Додатној табели 1, перформансе (осветљеност и енергетска ефикасност) пријављених АЦ-ДЦ уређаја за напајање које покреће високи наизменични напон су ниже од перформанси ДЦ уређаја. До сада не постоји уређај за напајање наизменичном и једносмерном струјом који се може директно покретати електричном енергијом у домаћинству на 110 В/220 В, 50 Хз/60 Хз, а има високу ефикасност и дуг животни век.
Чен Шуминг и његов тим са Јужног универзитета за науку и технологију развили су серијски повезану квантну тачку која емитује светлећу диоду користећи провидни проводљиви индијум цинк оксид као средњу електроду. Диода може да ради под позитивним и негативним циклусима наизменичне струје, са спољном квантном ефикасношћу од 20,09% и 21,15%, респективно. Поред тога, повезивањем више серијски повезаних уређаја, панел се може директно покретати наизменичном струјом у домаћинству без потребе за сложеним позадинским круговима. Под погоном од 220 В/50 Хз, енергетска ефикасност црвеног плуг анд плаи панела је 15,70 лм В-1, а подесива осветљеност може достићи до 25834 цд м-2. Развијени ЛЕД панел са квантним тачкама може да произведе економичне, компактне, ефикасне и стабилне изворе светлости у чврстом стању који се могу директно напајати наизменичном струјом у домаћинству.
Преузето са Лигхтингцхина.цом
Време поста: Јан-14-2025