Kot najbolj okolju prijazna in učinkovita izbira razsvetljave na trgu trenutno postajajo luči LED (svetleče diode) vse bolj priljubljene. Elektroluminiscenca, mehanizem, s katerim kateri koli material oddaja svetlobo, ko skozi njega teče električni tok, je način, kako ta vrsta osvetlitve ustvarja svetlobo. Najsodobnejši materiali in tehnologija, ki se uporabljajo pri izdelavi LED luči, so tisto, kar jim daje učinkovitost in dolgo življenjsko dobo. V tem članku bomo razpravljali o materialih, uporabljenih za izdelavo luči LED, skupaj s tem, kako prispevajo k številnim prednostim, ki jih imajo LED diode v primerjavi z običajnimi rešitvami razsvetljave.
Polprevodniki
Zamisel o polprevodniku in njegovem odnosu do električnega toka je temelj LED luči. Polprevodnik, snov, ki lahko pod določenimi pogoji prevaja elektriko, služi kot temeljni material za LED. Silicij je najpogosteje uporabljen tip polprevodnika v LED lučeh zaradi svojega električnega obnašanja, ki je predvidljivo in nadzorovano. Polprevodniški elektroni in pozitivne luknje se združijo, da ustvarijo stabilno stanje, ko se dovaja napetost naprej. Pri tem se sproščajo fotoni, svetloba, ki jo oddaja LED.
Materiali za doping
Dopiranje je postopek dodajanja elementov na čisto silicijevo osnovo, da se ustvari polprevodnik, ki bo oddajal svetlobo. Doping je tehnika spreminjanja električnega obnašanja čistega silicija z vnosom nečistoč. Dve vrsti nečistoč, ki se običajno vneseta v čisto silicijevo osnovo, sta P-tip in N-tip.
V dopirnih materialih tipa P je presežek pozitivnega naboja, v dopirnih materialih tipa N pa presežek negativnega naboja. Te doping snovi pomagajo pri pretvorbi polprevodnika v glavno komponento LED, diodo. Tehnika ekstrakcije dopinga je bistvena za proizvodnjo LED. Da bi bila LED učinkovita in dolgotrajna, mora biti razmerje dopirnega materiala natančno popolno.
Galijev nitrid
Druga snov, ki se pogosto uporablja pri proizvodnji LED luči, je galijev nitrid. Zaradi visokega tališča se lahko ta material uporablja pri visokih temperaturah. Zaradi te lastnosti galijevega nitrida lahko svetleče diode proizvajajo svetlejšo svetlobo učinkoviteje kot običajni viri svetlobe.
Zaradi svojih ugodnih lastnosti se galijev nitrid pogosto uporablja kot nadomestek silicija pri proizvodnji LED. Zaradi edinstvenosti fotonov, ki se sproščajo, lahko LED diode ustvarijo različne barvne luči. Barva ustvarjene svetlobe je določena z valovno dolžino teh fotonov, ki so običajno med 400 in 800 nm. To je eden od dejavnikov, ki prispevajo k raznolikosti barv, ki so na voljo v LED lučeh.
Fosforji
Da bi zagotovili ustrezen odtenek oddane svetlobe, so fosforji bistveni del proizvodnega procesa LED. Fosforji so nekakšna snov, ki proizvaja jasno valovno dolžino vidne svetlobe, medtem ko absorbira določeno valovno dolžino svetlobe, pogosto modre ali ultravijolične. Svetleče diode so sposobne proizvesti široko paleto barv s kombiniranjem več vrst fosforja s polprevodniškim materialom.
Pretvorba fosforja je tehnika, s katero se dodajo fosforji LED za pomoč pri ustvarjanju bele svetlobe. Pri tem postopku je modra LED obdelana z rumenim fosforjem. Modra svetloba iz LED se absorbira in po prehodu skozi fosfor ponovno oddaja kot rumena svetloba. Večina LED luči lahko oddaja belo svetlobo, ker se modra in rumena svetloba kombinirata, da ustvarita belo svetlobo. Zaradi tega je LED osvetlitev prilagodljiva izbira, ki jo je mogoče uporabiti za številne nastavitve za ustvarjanje različnih učinkov.
Materiali za podlage
Drug pomemben del LED luči je material podlage. Osnova, na kateri se proizvajajo polprevodniški elementi, kot je galijev nitrid, je znana kot substratna plast. Silicijev karbid ali aluminijev oksid, ki imata dobro toplotno prevodnost in lahko preneseta visokotemperaturne aplikacije, se pogosto uporabljata kot substratni material.
Material podlage je bistvenega pomena za zmožnost LED diod, da uravnavajo svojo temperaturo. Z odvzemom toplote polprevodniškim komponentam LED pomaga pri procesu hlajenja. To pomembno vpliva na trajanje LED luči. Življenjsko dobo LED luči lahko podaljšate z delovanjem pri idealni temperaturi, kar zahteva skrbno nadzorovano toplotno okolje.
Če povzamem
V primerjavi z običajnimi žarnicami z žarilno nitko in fluorescentnimi lučmi LED luči trajajo dlje, ustvarjajo močnejšo svetlobo in porabijo manj električne energije. Materiali, uporabljeni pri izdelavi LED tehnologije, so odgovorni za izjemno delovanje LED luči. Galijev nitrid, fosforji, polprevodniški materiali, dopirni materiali in substratni materiali so pomembni pri izdelavi učinkovite in trajne luči. LED razsvetljava hitro prevzema vodilno vlogo na današnjem trgu zaradi vse večjega povpraševanja po okolju prijaznih in energetsko učinkovitih razsvetljavah. Številne prednosti LED luči so posledica materialov, ki so uporabljeni, zaradi česar so odlična možnost za različne aplikacije razsvetljave.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/dc-led-lighting/led-t8-tube-light-flicker-free-20w.html
