七大固態發光新材料，哪些在未來能夠進入普通照明領域？

2016-11-29 17:12 瀏覽次數：8533

產業發展風雲變幻，國內企業在新形勢下如何把握新的發展機遇？新一代LED照明技術如何實現更好的光品質？

　　固態發光新材料、新技術中，尤其是提及若幹年內將產業化的多項納米級材料，將改變未來照明世界，這對現有半導體照明帶來極大挑戰。

　　這將改變未來照明世界，這對現有半導體照明帶來極大挑戰。能否進入照明領域，唯一標準是以產品綜合性比來評定，即節能指標、光色品質、可靠性和價格之比。

　　這些固態發光新材料，特別是石墨烯、磷烯、二維半導體材料MX2、鈣鈦礦等，除了具有發光性能之外，還可製備高性能電子器件、傳感器、探測器、存儲器、光電子器件等，一旦應用技術成熟並產業化，那將是顛覆性的技術創新，將對電子信息產業產生深刻影響。

　  一是有機發光二極管

　　具有很好的光色性能，將很快進入照明領域。首爾研究機構預測到2020年OLED照明產值達47億美元，台灣光電所預測2020年LED與OLED照明產值之比為3：1，另有專家預測為四分之一。

　　二是激光照明

　　 激光照明有兩種不同的技術路線，即發白光的激光器和未來激光照明。

　　美國亞利桑那大學研究一種納米厚度由鋅、鎘、硫、硒構成ZnCdSSe，確保晶體並存，納米薄片分成三部分，在光脈衝激發下可發R、G、B三基色的激光，混合成白光，可用於照明，也可用於光通信，光響應速率比普通LED快10～100倍。

　　諾獎獲得者中村修二多次表示，激光照明是未來照明的觀點，該技術是采用半極性GaN激光管結合先進的熒光粉技術，其優點是電流密度大，所需芯片麵積更小、更節能、壽命長、方向性好等，但目前價位較高。他還認為，多種不同技術路線的白光照明將長期共存。

　   三是鎢絲+納米光學晶體

　　麻省理工學院三位教授發表論文稱：鎢絲燈外置納米光學晶體，該晶體采用傳統澱積技術製備多層疊加在一個基板上，將光反射到燈絲，利用紅外熱又將燈絲發可見光全光譜，發光效率可達40%，還有更高的可能。原來的鎢絲燈或重返照明領域。

　　四是碳點發光技術

　　美國猶他大學兩位教授近期發布：采用玉米殘渣、麵包渣等在高溫高壓的溶液中經90分鍾加工形成碳源CDs，其中部分是碳量子點，尺寸小於20nm，將CDs懸浮在環氧樹脂中可形成LED，成為碳QLED。

　　其優點是比硒化鎘量子點成本低，無毒無害，目標是利用廢棄物進行大規模生產這種碳QLED。

　　五是鈣鈦礦發光技術

　　采用納米結構的鈣鈦礦，用於發光照明及光顯示，還可用於高性能電子器件，目前有三種技術路線。

　　金屬鹵化物鈣鈦礦發光由英國劍橋大學卡文迪實驗室研究，這種材料含鉛、碳基離子和鹵素離子，易溶於普通溶劑，幹燥後形成鈣鈦礦晶體，製備設備價格低、簡單、成本低，並提出鈣鈦礦LED五年內產業化。

　　有機鹵化物鈣鈦礦發光是無機有機混合物，生產快速簡單、成本低，在12V下，發光亮度達10000坎德拉/平方米，但性能不夠穩定。

　　全無機鈣鈦礦量子點LED來自南京理工大學曾海波教授研究團隊。該QLED發可見光400～800nm，量子效率大於70%，綠光光效達90%以上，能實現RGB三基色等多色電致發光。可用於發光、各種顯示和激光顯示。

　　六是黑磷發光技術

　　澳洲國立大學製成的單原子層狀磷烯，具有半導體性能，並有非常強的發光特性，可製作PV和LED。

　　黑磷具有能隙，將它剝離並堆疊在矽基板上，可通過在矽基板上堆疊的磷層數來調整能隙，未來用於製作晶體管、傳感器、光探測、PV及LED等。

　　黑磷具有潛在應用前景，全球有很多研究者。國內從事該研究的有中科院深圳先進技術所、深大、科大、複旦、上海應用數學所等。

　　七是二維半導體材料MX2

這是繼石墨烯之後新材料領域的研究熱點，由於這些材料具有獨特的晶格結構和特性，具有巨大潛在應用能力，倍受全世界研究者的重視。

 

                                                     來源：高工LED