Utsikter for utvikling av hvit LED-teknologi
LED er den mest økonomiske og høykvalitets lyskilden. Det er ikke for ingenting at teknologien for produksjon av hvite lysdioder, som kontinuerlig brukes til belysning, er i stadig fremgang. Interessen til belysningsindustrien og den vanlige mannen i gaten har stimulert konstante og tallrike undersøkelser innen dette området av belysningsteknologi.
Vi kan allerede si at utsiktene for hvite lysdioder er enorme. Dette er fordi de åpenbare fordelene med å spare strøm brukt på belysning vil fortsette å tiltrekke investorer til å forske på disse prosessene, forbedre teknologier og oppdage nyere, mer effektive materialer i lang tid.
Hvis vi tar hensyn til de siste publikasjonene fra LED-produsenter og utviklere av materialer for deres skapelse, eksperter i retning av halvlederforskning og halvlederbelysningsteknologier, kan vi fremheve flere retninger på utviklingsveien på dette feltet i dag.
Det er kjent at konverteringsfaktoren fosfor er hoveddeterminanten for LED-effektivitet, dessuten påvirker re-utslippsspekteret til fosfor kvaliteten på lyset som produseres av LED. Dermed er søk og forskning på enda bedre og mer effektive fosfor en av de viktigste retningene i utviklingen av LED-teknologi for øyeblikket.
Yttrium aluminium granat er den mest populære fosforen for hvite lysdioder og kan oppnå effektiviteter på litt over 95 %. Andre fosforer, selv om de gir et bedre kvalitetsspekter av hvitt lys, er mindre effektive enn YAG-fosforen. Av denne grunn har en rekke studier som mål å oppnå en enda mer effektiv og holdbar fosfor, som gir riktig spektrum.
En annen løsning, selv om den fortsatt kjennetegnes ved sin høye pris, er en multikrystall-LED som gir skarpt hvitt lys med et spekter av høy kvalitet. Dette er kombinerte multikomponent-lysdioder.
Flerfargede halvlederbrikkekombinasjoner er ikke den eneste løsningen. Lysdioder som inneholder flere fargebrikker samt en fosforkomponent vises mye mer effektivt.
Selv om effektiviteten til metoden fortsatt er lav, er tilnærmingen likevel verdig oppmerksomhet når kvanteprikker brukes som omformer. På denne måten kan du lage LED med høy lyskvalitet. Teknologien kalles white quantum dot LEDs.
Siden den største effektivitetsgrensen ligger direkte i LED-brikken, kan det å øke effektiviteten til selve halvlederemitterende materialet bidra til å forbedre effektiviteten.
Konklusjonen er at de vanligste halvlederstrukturene ikke tillater et kvanteutbytte over 50 %.De beste nåværende kvanteeffektivitetsresultatene er kun oppnådd med røde lysdioder, som gir en virkningsgrad på litt over 60 %.
Strukturer dyrket av galliumnitrid-epitaksi på et safirsubstrat er ikke en billig prosess. Et skifte til billigere halvlederstrukturer kan fremskynde fremdriften.
Å ta andre materialer som grunnlag, som galliumoksid, silisiumkarbid eller rent silisium, vil redusere kostnadene ved LED-produksjon betydelig. Forsøk på å legere galliumnitrid med forskjellige stoffer er ikke den eneste måten å redusere kostnadene på. Halvledermaterialer som sinkselenid, indiumnitrid, aluminiumnitrid og bornitrid anses som lovende.
Muligheten for utbredt bruk av fosforfrie lysdioder basert på vekst av en epitaksial sinkselenidstruktur på et sinkselenidsubstrat bør ikke utelukkes. Her avgir det aktive området av halvlederen blått lys, og selve substratet (siden sinkselenid i seg selv er en effektiv fosfor) viser seg å være en kilde til gult lys.
Hvis et annet lag av halvleder med et båndgap med mindre bredde introduseres i strukturen, vil det kunne absorbere noen kvanter med en viss energi og den sekundære emisjonen vil skje i området med lavere energier. Teknologien kalles LED med halvlederemisjonsomformere.