Nov razvoj materialov za LED luči
V domovih, na delovnem mestu in v javnih prostorih LED razsvetljava v zadnjih letih vedno bolj nadomešča običajne žarnice z žarilno nitko in fluorescentne cevi. Svetleče diode ali LED so bolj vzdržljive, proizvajajo manj toplote in porabijo manj energije kot običajna razsvetljava. Vendar pa lahko njihova proizvodnja in odlaganje vpliva na okolje. Da bi izboljšali tehnologijo LED in jo naredili bolj trajnostno, proizvajalci in akademiki vedno iščejo nove materiale in metode.
Grafen je snov na osnovi ogljika, ki je zelo tanka, močna in prožna, zaradi česar je eden najbolj obetavnih materialov za LED. Zaradi svoje vrhunske optične in električne prevodnosti je grafen dobra izbira za optoelektronske naprave, kot so LED. Indijev kositrov oksid (ITO), ki je drag in krhek, se lahko nadomesti z grafenom kot prozorno elektrodo v aplikacijah LED, kot so raziskovalci že pokazali. Večja učinkovitost in nižji stroški za proizvodnjo LED so lahko posledica elektrod na osnovi grafena.
Perovskit je še ena snov, ki obljublja napredek tehnologije LED. Mineralna spojina, imenovana perovskit, ima posebno kristalno strukturo, ki ji omogoča, da absorbira sončno svetlobo in jo pretvori v električno energijo. Raziskovalci začenjajo razmišljati o uporabi sončnih celic na osnovi perovskita v LED zaradi njihove odlične stopnje učinkovitosti. Skupina raziskovalcev z Univerze v Cambridgeu je leta 2018 ugotovila, da lahko nanodelci perovskita izboljšajo barvo in svetlost LED. Odkrili so, da lahko perovskitni delci absorbirajo presežek modre svetlobe in jo ponovno oddajajo kot rdečo ali zeleno svetlobo, kar ustvarja bolj žive in čiste odtenke. Še večja učinkovitost in barvna natančnost bi lahko bila posledica uporabe perovskita kot fosforne plasti v LED.
Organski materiali, znani tudi kot OLED (organske svetleče diode), so še en razred materialov, ki lahko popolnoma preoblikujejo LED osvetlitev. Ko pride do električnega toka, kemikalije na osnovi ogljika, ki se uporabljajo za izdelavo OLED, proizvajajo svetlobo. Čeprav se OLED trenutno uporabljajo v majhnih zaslonih, kot so tisti v pametnih telefonih, jih raziskovalci iščejo v večjih svetlobnih aplikacijah. V primerjavi z običajnimi LED-diodami imajo OLED-ji številne prednosti, vključno z zmožnostjo proizvajanja svetlobe v vseh smereh, kar zagotavlja bolj dosleden sij. Popolne so za arhitekturne načrte razsvetljave, saj so prilagodljive in prosojne.
Omejena življenjska doba organskih materialov, ki se lahko hitro pokvarijo in postopoma izgubijo svetlost, je ena od težav tehnologije OLED. Po drugi strani pa znanstveniki ustvarjajo nove kemične snovi, ki so bolj obstojne in stabilne. Raziskovalci na Univerzi v Michiganu so leta 2020 ustvarili novo vrsto materiala OLED, ki lahko živi do štirikrat dlje kot tradicionalni OLED. Za ustvarjanje trdne kristalne strukture novi material združuje kovinske ione z organskimi ligandi. Ta nova družina materialov lahko povzroči OLED, ki so bolj robustni in učinkoviti, pa tudi nove priložnosti za arhitekturno in svetlobno oblikovanje.
Kvantne pike, ki so majhni polprevodniški delci s sposobnostjo proizvajanja svetlobe v različnih odtenkih, so še en nov material za LED osvetlitev. V primerjavi z običajnimi fosforji kvantne pike zagotavljajo večjo raznolikost barv in vrhunsko barvno zvestobo, če se uporabljajo kot fosforni material v LED osvetlitvi. Učinkovitost bele LED osvetlitve je mogoče povečati z nastavitvijo kvantnih pik, da proizvajajo svetlobo samo v modrem spektralnem pasu. Kvantne pike preiskujejo tudi za uporabo v sistemih pametne razsvetljave, ki bi morda lahko spremenili svojo svetlost in barvno temperaturo, da bi ustrezali različnim nastavitvam in razpoloženjem.
Nanokristali, ki se lahko uporabljajo za nadzor značilnosti svetlobe, ter mikro- in nanodelci, ki lahko izboljšajo disperzijo svetlobe in zmanjšajo bleščanje, so drugi materiali, ki bi lahko v prihodnosti vplivali na osvetlitev LED. Ti novi materiali odpirajo nove možnosti oblikovanja, učinkovitosti in trajnosti za LED osvetlitev.
Če povzamemo, LED razsvetljava je v zadnjih letih močno napredovala in je v več aplikacijah izpodrinila klasično razsvetljavo. Vendar pa moramo še naprej iskati nove materiale in tehnologije za izboljšanje LED razsvetljave tako iz finančnih kot okoljskih razlogov, ko si prizadevamo za bolj trajnostno prihodnost. Na srečo znanstveniki in proizvajalci že ustvarjajo in ocenjujejo nove materiale, kot so grafen, perovskit, OLED, kvantne pike in nanokristali, ki bodo v prihodnosti še naprej vplivali na osvetlitev LED.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-sensor-light-bulb/smart-sensor-led-light-bulb.html
