Nye utviklinger innen LED-lysmaterialer
I boliger, arbeidsplasser og offentlige områder har LED-belysning i økende grad erstattet konvensjonelle glødepærer og lysstoffrør de siste årene. Lysemitterende dioder, eller LED, er mer holdbare, produserer mindre varme og bruker mindre energi enn vanlig belysning. Imidlertid kan det være miljøeffekter fra produksjon og avhending. For å forbedre LED-teknologien og gjøre den mer bærekraftig, ser produsenter og akademikere alltid på nye materialer og metoder.
Grafen er et karbonbasert stoff som er veldig tynt, sterkt og fleksibelt, noe som gjør det til et av de mest lovende materialene for lysdioder. På grunn av sin overlegne optiske og elektriske ledningsevne, er grafen et godt valg for optoelektroniske enheter som LED. Indium tinnoksid (ITO), som er kostbart og skjørt, kan erstattes med grafen som en gjennomsiktig elektrode i LED-applikasjoner, som forskere tidligere har vist. Høyere effektivitet og reduserte kostnader for LED-produksjon kan skyldes grafenbaserte elektroder.
Perovskite er et annet stoff som viser løfte om å fremme LED-teknologi. En mineralforbindelse kalt perovskitt har en spesiell krystallinsk struktur som lar den absorbere sollys og gjøre det om til elektrisk kraft. Forskere begynner å se på bruk av perovskittbaserte solceller i lysdioder på grunn av deres utmerkede effektivitet. En gruppe forskere fra University of Cambridge fant i 2018 at perovskitt-nanopartikler kan forbedre lysdiodens farge og lysstyrke. De oppdaget at overskudd av blått lys kunne absorberes av perovskittpartiklene og sendes ut på nytt som rødt eller grønt lys, og produsere mer levende og rene fargetoner. Enda større effektivitet og fargenøyaktighet kan bli resultatet av å bruke perovskitt som et fosforlag i lysdioder.
Organiske materialer, også kjent som OLED-er (organiske lysemitterende dioder), er en annen klasse materialer som har potensial til å fullstendig transformere LED-belysning. Når en elektrisk strøm tilføres, produserer karbonbaserte kjemikalier som brukes til å lage OLED-er, lys. Selv om OLED-er for tiden brukes i bittesmå skjermer som de man ser på smarttelefoner, ser forskere på å bruke dem i større belysningsapplikasjoner. Sammenlignet med konvensjonelle LED-er, gir OLED-er en rekke fordeler, inkludert kapasiteten til å produsere lys i alle retninger, og produsere en mer konsistent glød. De er perfekte for arkitektonisk lysdesign siden de er fleksible og gjennomskinnelige.
Den begrensede levetiden til organiske materialer, som kan forringes raskt og gradvis miste lysstyrken, er et av problemene med OLED-teknologi. På den annen side skaper forskere nye kjemiske stoffer som er mer holdbare og stabile. En ny type OLED-materiale som kan leve opptil fire ganger lenger enn tradisjonelle OLED-er ble laget i 2020 av forskere ved University of Michigan. For å skape en solid, krystallinsk struktur, kombinerer det nye materialet metallioner med organiske ligander. Denne nye familien av materialer kan resultere i OLED-er som er mer robuste og effektive, samt nye muligheter for arkitektonisk og lysdesign.
Kvanteprikker, som er små halvlederpartikler med evnen til å produsere lys i en rekke fargetoner, er et annet nytt materiale for LED-belysning. Sammenlignet med konvensjonelle fosfor, gir kvanteprikker et større utvalg av farger og overlegen fargegjengivelse når de brukes som et fosformateriale i LED-belysning. Effektiviteten til hvit LED-belysning kan økes ved å stille inn kvanteprikker for å produsere lys kun i det blå spektralbåndet. Kvanteprikker blir også undersøkt for bruk i smarte lyssystemer, som kan være i stand til å endre lysstyrken og fargetemperaturen for å passe til ulike innstillinger og stemninger.
Nanokrystaller, som kan brukes til å kontrollere lysets egenskaper, og mikro- og nanopartikler, som kan øke lysspredningen og redusere gjenskinn, er andre materialer som kan ha innflytelse på LED-belysning i fremtiden. Disse nye materialene åpner for nye design-, effektivitets- og bærekraftalternativer for LED-belysning.
For å oppsummere, LED-belysning har utviklet seg betydelig de siste årene og har erstattet konvensjonell belysning i flere bruksområder. Vi må imidlertid fortsette å lete etter nye materialer og teknologier for å forbedre LED-belysning av både økonomiske og miljømessige årsaker mens vi jobber mot en mer bærekraftig fremtid. Heldigvis skaper og evaluerer forskere og produsenter allerede nye materialer som grafen, perovskitt, OLED-er, kvanteprikker og nanokrystaller, som vil fortsette å påvirke LED-belysning i fremtiden.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-sensor-light-bulb/smart-sensor-led-light-bulb.html
