產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)變化飛速,產(chǎn)業(yè)、技術(shù)進(jìn)展如何,又將走向何方?在近期由北京市順義區(qū)人民政府、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(CASA)和國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CSA)主辦的第十四屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇暨 2017 國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇閉幕式上,南昌大學(xué)副校長(zhǎng)江風(fēng)益帶來(lái)了最新的高光效黃光LED技術(shù)進(jìn)展分享,備受關(guān)注。
待發(fā)展的高效黃光LED技術(shù)
紅光LED發(fā)明之后,經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,從紅光到藍(lán)光,多種顏色的可見(jiàn)光LED均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,它們之間的組合帶來(lái)五彩繽紛的新世界新視覺(jué)。不同顏色LED的光轉(zhuǎn)換效率發(fā)展不平衡,效率高低不同。其中,藍(lán)光LED、紅光LED、綠光LED的效率還不錯(cuò),但黃光LED的效率不高,因此,照明用LED大部分是藍(lán)光激發(fā)熒光粉的方式。
實(shí)際上,如果黃光LED的效率夠高,熒光粉環(huán)節(jié)可以省掉。無(wú)論是以GaP還是以GaN為基礎(chǔ)的黃光LED的效率都不高,從整個(gè)可見(jiàn)光范圍,有一種光的顏色效率太低不能不說(shuō)是一個(gè)遺憾,也應(yīng)該發(fā)展該技術(shù)。
LED照明為節(jié)能減排做出了重要貢獻(xiàn)。從發(fā)展的角度,當(dāng)前LED照明主要是藍(lán)光LED激發(fā)熒光粉的方式,離不開(kāi)熒光粉,還不是百分百LED照明,既存在電子發(fā)光還存在光致發(fā)光,如果實(shí)現(xiàn)全部為電子發(fā)光,就是百分百的LED照明。
藍(lán)光LED加熒光粉的方式,具有效率等有點(diǎn),但也存在藍(lán)光含量多少的控制、顯色指數(shù)與效率兼顧等問(wèn)題。如果用多種顏色LED來(lái)實(shí)現(xiàn)白光,可以減少藍(lán)光激發(fā)熒光粉過(guò)程中的能量損失,從本質(zhì)上來(lái)看,不用熒光粉做照明效率是最高的。多基色LED合成白光LED是全光譜式概念,國(guó)內(nèi)已經(jīng)有相關(guān)的項(xiàng)目立項(xiàng),也取得了很好的進(jìn)展。從黃光LED的發(fā)展歷史來(lái)看,國(guó)內(nèi)外的研究都在進(jìn)行,經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展,黃光從無(wú)到有,再到效率不斷提升,不同時(shí)期用的是不同材料,不同襯底,器件結(jié)構(gòu)也不一樣。國(guó)內(nèi)相關(guān)也有不錯(cuò)的進(jìn)展。
南昌大學(xué)InGaN 黃光 LED研究進(jìn)展
高效黃光LED技術(shù)進(jìn)展
目前,南昌大學(xué)研究小組研發(fā)的InGaN基硅襯底黃光LED,在20A/cm2電流密度下,插座效率達(dá)到21.7%,流明效率為130lm/W。效率峰值為30%,180lm/W。自主設(shè)計(jì)制造的專用MOCVD和硅襯底張應(yīng)力特性被歸于提升黃光LED效率的重要因素。InGaN材料在黃光波段的表現(xiàn)已經(jīng)超過(guò)AlGaInP?;诠枰r底黃光LED,實(shí)現(xiàn)了121lm/W,顯指97.5,色溫2941K的多基色無(wú)熒光粉暖白光LED以及138lm/W,顯指92.9,色溫4856K的多基色無(wú)熒光粉冷白光LED。
江風(fēng)益表示,無(wú)熒光粉固態(tài)照明技術(shù)將為半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)注入新的活力,期望在智能照明、可見(jiàn)光通訊等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。黃光的突破拉開(kāi)了沒(méi)有熒光粉LED照明技術(shù)的序幕產(chǎn)業(yè)的序幕,今后的發(fā)展隨著黃光效率的進(jìn)一步提升,應(yīng)用范圍會(huì)越來(lái)越廣。
(內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料整理,如有出入敬請(qǐng)諒解)