Nye udviklinger inden for LED-lysmaterialer
I boliger, arbejdspladser og offentlige områder har LED-belysning i stigende grad erstattet konventionelle glødepærer og lysstofrør i de senere år. Lysemitterende dioder eller LED'er er mere holdbare, producerer mindre varme og bruger mindre energi end konventionel belysning. Der kan dog være miljøpåvirkninger fra deres fremstilling og bortskaffelse. For at forbedre LED-teknologien og gøre den mere bæredygtig, kigger producenter og akademikere hele tiden på nye materialer og metoder.
Grafen er et kulstofbaseret stof, der er meget tyndt, stærkt og fleksibelt, hvilket gør det til et af de mest lovende materialer til LED'er. På grund af sin overlegne optiske og elektriske ledningsevne er grafen et godt valg til optoelektroniske enheder som LED'er. Indiumtinoxid (ITO), som er dyrt og skrøbeligt, kan erstattes med grafen som en gennemsigtig elektrode i LED-applikationer, som forskere tidligere har vist. Højere effektivitet og reducerede omkostninger til LED-fremstilling kan skyldes grafen-baserede elektroder.
Perovskite er et andet stof, der udviser løfte om at fremme LED-teknologi. En mineralforbindelse kaldet perovskit har en speciel krystallinsk struktur, der gør det muligt for det at absorbere sollys og omdanne det til elektrisk strøm. Forskere er begyndt at se på at bruge perovskit-baserede solceller i lysdioder på grund af deres fremragende effektivitet. En gruppe forskere fra University of Cambridge fandt i 2018 ud af, at perovskit-nanopartikler kunne forbedre LED'ernes farve og lysstyrke. De opdagede, at overskydende blåt lys kunne absorberes af perovskitpartiklerne og genudsendes som rødt eller grønt lys, hvilket producerer mere levende og rene nuancer. Endnu større effektivitet og farvegengivelse kan være resultatet af at bruge perovskit som et fosforlag i LED'er.
Organiske materialer, også kendt som OLED'er (organiske lysemitterende dioder), er en anden klasse af materialer, der har potentialet til fuldstændig at transformere LED-belysning. Når der tilføres en elektrisk strøm, producerer kulstofbaserede kemikalier, der bruges til at lave OLED'er, lys. Selvom OLED'er i øjeblikket bruges i små skærme som dem, der ses i smartphones, kigger forskere på at bruge dem i større belysningsapplikationer. Sammenlignet med konventionelle LED'er giver OLED'er en række fordele, herunder evnen til at producere lys i alle retninger, hvilket giver en mere konsistent glød. De er perfekte til arkitektoniske belysningsdesign, da de er fleksible og gennemskinnelige.
Den begrænsede levetid for organiske materialer, som kan forringes hurtigt og gradvist miste lysstyrke, er et af problemerne med OLED-teknologi. På den anden side skaber forskerne nye kemiske stoffer, der er mere holdbare og stabile. En ny slags OLED-materiale, der kan leve op til fire gange længere end traditionelle OLED'er, blev skabt i 2020 af forskere ved University of Michigan. For at skabe en solid, krystallinsk struktur kombinerer det nye materiale metalioner med organiske ligander. Denne nye familie af materialer kan resultere i OLED'er, der er mere robuste og effektive, samt nye muligheder for arkitektonisk og lysdesign.
Kvanteprikker, som er små halvlederpartikler med evnen til at producere lys i en række forskellige nuancer, er et andet nyt materiale til LED-belysning. Sammenlignet med konventionelle fosfor giver kvanteprikker en større variation af farver og overlegen farvegengivelse, når de bruges som et fosformateriale i LED-belysning. Effektiviteten af hvid LED-belysning kan øges ved at indstille kvanteprikker til kun at producere lys i det blå spektralbånd. Kvanteprikker bliver også undersøgt til brug i smarte belysningssystemer, som muligvis kan ændre deres lysstyrke og farvetemperatur, så de passer til forskellige indstillinger og stemninger.
Nanokrystaller, som kan bruges til at styre lysets karakteristika, og mikro- og nanopartikler, som kan øge lysspredningen og mindske blænding, er andre materialer, som kan have indflydelse på LED-belysning i fremtiden. Disse nye materialer åbner nye muligheder for design, effektivitet og bæredygtighed for LED-belysning.
For at opsummere, har LED-belysning udviklet sig betydeligt i de senere år og har fortrængt konventionel belysning i flere anvendelser. Vi skal dog blive ved med at lede efter nye materialer og teknologier til at forbedre LED-belysning af både økonomiske og miljømæssige årsager, mens vi arbejder hen imod en mere bæredygtig fremtid. Heldigvis er videnskabsmænd og producenter allerede ved at skabe og evaluere nye materialer som grafen, perovskit, OLED'er, kvanteprikker og nanokrystaller, som vil fortsætte med at påvirke LED-belysning i fremtiden.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-sensor-light-bulb/smart-sensor-led-light-bulb.html
