七大固態(tài)發(fā)光新材料,哪些在未來能夠進(jìn)入普通照明領(lǐng)域?w
作者: 來源: 日期:2016/11/17 人氣:242
【高工LED綜合報(bào)道】
??產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)云變幻,國(guó)內(nèi)企業(yè)在新形勢(shì)下如何把握新的發(fā)展機(jī)遇?新一代LED照明技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)更好的光品質(zhì)?
??固態(tài)發(fā)光新材料、新技術(shù)中,尤其是提及若干年內(nèi)將產(chǎn)業(yè)化的多項(xiàng)納米級(jí)材料,將改變未來照明世界,這對(duì)現(xiàn)有半導(dǎo)體照明帶來極大挑戰(zhàn)。
??這將改變未來照明世界,這對(duì)現(xiàn)有半導(dǎo)體照明帶來極大挑戰(zhàn)。能否進(jìn)入照明領(lǐng)域,唯一標(biāo)準(zhǔn)是以產(chǎn)品綜合性比來評(píng)定,即節(jié)能指標(biāo)、光色品質(zhì)、可靠性和價(jià)格之比。
??這些固態(tài)發(fā)光新材料,特別是石墨烯、磷烯、二維半導(dǎo)體材料MX2、鈣鈦礦等,除了具有發(fā)光性能之外,還可制備高性能電子器件、傳感器、探測(cè)器、存儲(chǔ)器、光電子器件等,一旦應(yīng)用技術(shù)成熟并產(chǎn)業(yè)化,那將是顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新,將對(duì)電子信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深刻影響。
??一是有機(jī)發(fā)光二極管。
??具有很好的光色性能,將很快進(jìn)入照明領(lǐng)域。首爾研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)到2020年OLED照明產(chǎn)值達(dá)47億美元,臺(tái)灣光電所預(yù)測(cè)2020年LED與OLED照明產(chǎn)值之比為3:1,另有專家預(yù)測(cè)為四分之一。
??二是激光照明。
??激光照明有兩種不同的技術(shù)路線,即發(fā)白光的激光器和未來激光照明。
??美國(guó)亞利桑那大學(xué)研究一種納米厚度由鋅、鎘、硫、硒構(gòu)成ZnCdSSe,確保晶體并存,納米薄片分成三部分,在光脈沖激發(fā)下可發(fā)R、G、B三基色的激光,混合成白光,可用于照明,也可用于光通信,光響應(yīng)速率比普通LED快10~100倍。
??諾獎(jiǎng)獲得者中村修二多次表示,激光照明是未來照明的觀點(diǎn),該技術(shù)是采用半極性GaN激光管結(jié)合先進(jìn)的熒光粉技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)是電流密度大,所需芯片面積更小、更節(jié)能、壽命長(zhǎng)、方向性好等,但目前價(jià)位較高。他還認(rèn)為,多種不同技術(shù)路線的白光照明將長(zhǎng)期共存。
??三是鎢絲+納米光學(xué)晶體。
??麻省理工學(xué)院三位教授發(fā)表論文稱:鎢絲燈外置納米光學(xué)晶體,該晶體采用傳統(tǒng)淀積技術(shù)制備多層疊加在一個(gè)基板上,將光反射到燈絲,利用紅外熱又將燈絲發(fā)可見光全光譜,發(fā)光效率可達(dá)40%,還有更高的可能。原來的鎢絲燈或重返照明領(lǐng)域。
??四是碳點(diǎn)發(fā)光技術(shù)。
??美國(guó)猶他大學(xué)兩位教授近期發(fā)布:采用玉米殘?jiān)⒚姘仍诟邷馗邏旱娜芤褐薪?jīng)90分鐘加工形成碳源CDs,其中部分是碳量子點(diǎn),尺寸小于20nm,將CDs懸浮在環(huán)氧樹脂中可形成LED,成為碳QLED。
??其優(yōu)點(diǎn)是比硒化鎘量子點(diǎn)成本低,無毒無害,目標(biāo)是利用廢棄物進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)這種碳QLED。
??五是鈣鈦礦發(fā)光技術(shù)。
??采用納米結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦,用于發(fā)光照明及光顯示,還可用于高性能電子器件,目前有三種技術(shù)路線。
??金屬鹵化物鈣鈦礦發(fā)光由英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪實(shí)驗(yàn)室研究,這種材料含鉛、碳基離子和鹵素離子,易溶于普通溶劑,干燥后形成鈣鈦礦晶體,制備設(shè)備價(jià)格低、簡(jiǎn)單、成本低,并提出鈣鈦礦LED五年內(nèi)產(chǎn)業(yè)化。
??有機(jī)鹵化物鈣鈦礦發(fā)光是無機(jī)有機(jī)混合物,生產(chǎn)快速簡(jiǎn)單、成本低,在12V下,發(fā)光亮度達(dá)10000坎德拉/平方米,但性能不夠穩(wěn)定。
??全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)LED來自南京理工大學(xué)曾海波教授研究團(tuán)隊(duì)。該QLED發(fā)可見光400~800nm,量子效率大于70%,綠光光效達(dá)90%以上,能實(shí)現(xiàn)RGB三基色等多色電致發(fā)光。可用于發(fā)光、各種顯示和激光顯示。
??六是黑磷發(fā)光技術(shù)。
??澳洲國(guó)立大學(xué)制成的單原子層狀磷烯,具有半導(dǎo)體性能,并有非常強(qiáng)的發(fā)光特性,可制作PV和LED。
??黑磷具有能隙,將它剝離并堆疊在硅基板上,可通過在硅基板上堆疊的磷層數(shù)來調(diào)整能隙,未來用于制作晶體管、傳感器、光探測(cè)、PV及LED等。
??黑磷具有潛在應(yīng)用前景,全球有很多研究者。國(guó)內(nèi)從事該研究的有中科院深圳先進(jìn)技術(shù)所、深大、科大、復(fù)旦、上海應(yīng)用數(shù)學(xué)所等。
??七是二維半導(dǎo)體材料MX2。
??這是繼石墨烯之后新材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),由于這些材料具有獨(dú)特的晶格結(jié)構(gòu)和特性,具有巨大潛在應(yīng)用能力,倍受全世界研究者的重視。