Τα φώτα LED έχουν γίνει μια πανταχού παρούσα λύση φωτισμού για σπίτια και επιχειρήσεις, αλλά τα παραδοσιακά LED έχουν τεκμηριώσει τα μειονεκτήματά τους όταν πρόκειται για μεγάλες οθόνες υψηλής ανάλυσης.Οθόνες LEDχρησιμοποιήστε υψηλές τάσεις και ένας παράγοντας που ονομάζεται απόδοση μετατροπής εσωτερικής ισχύος είναι χαμηλός, πράγμα που σημαίνει ότι το ενεργειακό κόστος λειτουργίας της οθόνης είναι υψηλό, η διάρκεια ζωής της οθόνης δεν είναι μεγάλη και μπορεί να είναι πολύ ζεστή.
Σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο Nano Research, οι ερευνητές περιγράφουν πώς μια τεχνολογική πρόοδος που ονομάζεται κβαντικές κουκκίδες θα μπορούσε να αντιμετωπίσει ορισμένες από αυτές τις προκλήσεις.Οι κβαντικές κουκκίδες είναι μικροσκοπικοί τεχνητοί κρύσταλλοι που λειτουργούν ως ημιαγωγοί.Λόγω του μεγέθους τους, έχουν μοναδικές ιδιότητες που μπορούν να τις κάνουν χρήσιμες στην τεχνολογία απεικόνισης.
Ο Xing Lin, επίκουρος καθηγητής πληροφορικής και ηλεκτρονικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο Zhejiang, είπε παραδοσιακάΟθόνη LEDέχουν σημειώσει επιτυχία σε τομείς όπως η οθόνη, ο φωτισμός και οι οπτικές επικοινωνίες.Ωστόσο, οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την απόκτηση υλικών και συσκευών ημιαγωγών υψηλής ποιότητας είναι πολύ ενεργοβόρες και δαπανηρές.Οι κολλοειδείς κβαντικές κουκκίδες προσφέρουν έναν οικονομικά αποδοτικό τρόπο για την κατασκευή LED υψηλής απόδοσης χρησιμοποιώντας φθηνές τεχνικές επεξεργασίας διαλύματος και υλικά χημικής ποιότητας.Επιπλέον, ως ανόργανα υλικά, οι κολλοειδείς κβαντικές κουκκίδες ξεπερνούν τους εκπεμπόμενους οργανικούς ημιαγωγούς όσον αφορά τη μακροπρόθεσμη λειτουργική σταθερότητα.
Όλες οι οθόνες LED αποτελούνται από πολλαπλά στρώματα.Ένα από τα πιο σημαντικά στρώματα είναι το στρώμα εκπομπής, όπου η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε πολύχρωμο φως.Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα μόνο στρώμα κβαντικών κουκκίδων ως στρώμα εκπομπής.Τυπικά, το στρώμα εκπομπής κολλοειδούς κβαντικής κουκκίδας είναι η πηγή απώλειας τάσης λόγω της κακής αγωγιμότητας των κολλοειδών στερεών κβαντικών κουκκίδων.Χρησιμοποιώντας ένα μόνο στρώμα κβαντικών κουκκίδων ως στρώμα εκπομπής, οι ερευνητές εικάζουν ότι θα μπορούσαν να μειώσουν την τάση στο μέγιστο για να τροφοδοτήσουν αυτές τις οθόνες.
Ένα άλλο χαρακτηριστικό των κβαντικών κουκκίδων που τις καθιστά ιδανικές για LED είναι ότι μπορούν να κατασκευαστούν χωρίς ελαττώματα που θα μπορούσαν να επηρεάσουν την απόδοσή τους.Οι κβαντικές κουκκίδες μπορούν να σχεδιαστούν χωρίς ακαθαρσίες και επιφανειακά ελαττώματα.Σύμφωνα με τον Lin, η κβαντική κουκκίδα LED (QLED) μπορεί να επιτύχει σχεδόν μονάδα απόδοσης εσωτερικής μετατροπής ισχύος σε τρέχουσες πυκνότητες κατάλληλες για εφαρμογές οθόνης και φωτισμού.Τα συμβατικά LED που βασίζονται σε επιταξιακά αναπτυγμένους ημιαγωγούς παρουσιάζουν σοβαρή απόδοση roll-off εντός του ίδιου εύρους πυκνότητας ρεύματος.Είναι καλό γιαΒιομηχανία οθονών LED.Αυτή η διαφορά πηγάζει από τη φύση χωρίς ελαττώματα των κβαντικών κουκκίδων υψηλής ποιότητας.
Το σχετικά χαμηλό κόστος παραγωγής στρωμάτων εκπομπής με κβαντικές κουκκίδες και η δυνατότητα χρήσης τεχνικών οπτικής μηχανικής για τη βελτίωση της απόδοσης εξαγωγής φωτός του QLED, υποπτεύονται οι ερευνητές, θα μπορούσε να βελτιώσει αποτελεσματικά τα παραδοσιακά LED που χρησιμοποιούνται σε φωτισμό, οθόνες και άλλα.Ωστόσο, υπάρχει ακόμη περισσότερη έρευνα που πρέπει να γίνει, και το τρέχον QLED έχει κάποιες ελλείψεις που πρέπει να ξεπεραστούν προτού μπορέσουν να υιοθετηθούν ευρέως.
Σύμφωνα με τον Lin, η έρευνα έδειξε ότι η θερμική ενέργεια μπορεί να εξαχθεί για να βελτιωθεί η απόδοση της ηλεκτρο-οπτικής μετατροπής ισχύος.Ωστόσο, η απόδοση της συσκευής σε αυτό το στάδιο απέχει πολύ από το να είναι ιδανική με την έννοια των σχετικά υψηλών τάσεων λειτουργίας και των χαμηλών πυκνοτήτων ρεύματος.Αυτές οι αδυναμίες μπορούν να ξεπεραστούν αναζητώντας καλύτερα υλικά μεταφοράς φορτίου και σχεδιάζοντας τη διεπαφή μεταξύ της μεταφοράς φορτίου και των στιβάδων κβαντικής κουκκίδας.Ο απώτερος στόχος—η υλοποίηση συσκευών ψύξης ηλεκτροφωταύγειας—θα πρέπει να βασίζεται σε QLED.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-21-2022