加州大學圣巴巴拉分校固態照明和能源中心(SSLEC)的研究人員宣布了一項突破性的研究，可以改良熒光粉，使LED照明更明亮更高效。研究人員表示，他們的目標是光效達到90%，或300流明/瓦。
共同進行這一突破性研究的人員包括加州大學圣巴巴拉分校材料系兼化學與生物化學系的教授Ram Seshadri，材料學教授的Steven DenBaars和博士后副研究員Jakoah Brgoch。研究成果由他們共同撰寫發表在《物理化學》雜志上。
Seshadri表示，固態照明的最新進展是氮化鎵LED，這種技術在很大程度上歸功于加州大學圣巴巴拉分校材料學教授Shuji Nakamura，他發明了第一個高亮度藍光LED。在固態白色照明技術，熒光粉被以這樣的方式應用于LED芯片——從藍色的氮化鎵LED發出的光子穿過熒光粉，將藍光混合轉變為綠-黃-橙色范圍的光。當它與藍光均勻結合，綠-黃-橙光就會發出白光。
最近，熒光粉材料的制備更像是一門藝術而非科學——晶體結構充當主體激活離子，將高能量的藍色光轉變為低能量的黃色/橙色光。Seshadri說：“到目前為止，對于是什么使一些熒光粉有效而另一些無效這個問題，一直沒有很完整的解釋。在一些不那么好的晶體中，總會有部分光子變成為熱量，產生浪費。”
“極少的熒光體材料在升高的溫度下仍保持其光效，”Brgoch說道。“很少有人了解到如何選擇晶體，使得熒光材料發揮更大的效用并在溫度升高的情況下仍保持光效。
然而，研究人員利用基于密度泛函理論的計算，確定了晶體結構的剛性是影響熒光粉效率的關鍵因素，這就是說，好的熒光粉需具備高剛性晶體結構。此外，結構剛度的指標可以通過密度泛函理論計算得出，那么熒光粉可以先進行篩選再使用。這一突破性的發現為高光效高亮度的LED照明提供了“快車道”。低效率的白熾燈和熒光燈燈泡的淘汰速度進一步加快。
“我們的目標是使LED達到90%光效，或300流明/瓦，而我們目前在實驗室獲得的數據是60%。市面上白熾燈泡的光效大約是5%，熒光燈稍高一點，為20%左右。”電子與計算機工程系教授兼SSLEC的聯合主任DenBaars說道。
