七大固态发光新材料，哪些在未来能够进入普通照明领域？

2016-11-29 17:12 浏览次数：10211

产业发展风云变幻，国内企业在新形势下如何把握新的发展机遇？新一代LED照明技术如何实现更好的光品质？

　　固态发光新材料、新技术中，尤其是提及若干年内将产业化的多项纳米级材料，将改变未来照明世界，这对现有半导体照明带来极大挑战。

　　这将改变未来照明世界，这对现有半导体照明带来极大挑战。能否进入照明领域，唯一标准是以产品综合性比来评定，即节能指标、光色品质、可靠性和价格之比。

　　这些固态发光新材料，特别是石墨烯、磷烯、二维半导体材料MX2、钙钛矿等，除了具有发光性能之外，还可制备高性能电子器件、传感器、探测器、存储器、光电子器件等，一旦应用技术成熟并产业化，那将是颠覆性的技术创新，将对电子信息产业产生深刻影响。

　  一是有机发光二极管

　　具有很好的光色性能，将很快进入照明领域。首尔研究机构预测到2020年OLED照明产值达47亿美元，台湾光电所预测2020年LED与OLED照明产值之比为3：1，另有专家预测为四分之一。

　　二是激光照明

　　 激光照明有两种不同的技术路线，即发白光的激光器和未来激光照明。

　　美国亚利桑那大学研究一种纳米厚度由锌、镉、硫、硒构成ZnCdSSe，确保晶体并存，纳米薄片分成三部分，在光脉冲激发下可发R、G、B三基色的激光，混合成白光，可用于照明，也可用于光通信，光响应速率比普通LED快10～100倍。

　　诺奖获得者中村修二多次表示，激光照明是未来照明的观点，该技术是采用半极性GaN激光管结合先进的荧光粉技术，其优点是电流密度大，所需芯片面积更小、更节能、寿命长、方向性好等，但目前价位较高。他还认为，多种不同技术路线的白光照明将长期共存。

　   三是钨丝+纳米光学晶体

　　麻省理工学院三位教授发表论文称：钨丝灯外置纳米光学晶体，该晶体采用传统淀积技术制备多层叠加在一个基板上，将光反射到灯丝，利用红外热又将灯丝发可见光全光谱，发光效率可达40%，还有更高的可能。原来的钨丝灯或重返照明领域。

　　四是碳点发光技术

　　美国犹他大学两位教授近期发布：采用玉米残渣、面包渣等在高温高压的溶液中经90分钟加工形成碳源CDs，其中部分是碳量子点，尺寸小于20nm，将CDs悬浮在环氧树脂中可形成LED，成为碳QLED。

　　其优点是比硒化镉量子点成本低，无毒无害，目标是利用废弃物进行大规模生产这种碳QLED。

　　五是钙钛矿发光技术

　　采用纳米结构的钙钛矿，用于发光照明及光显示，还可用于高性能电子器件，目前有三种技术路线。

　　金属卤化物钙钛矿发光由英国剑桥大学卡文迪实验室研究，这种材料含铅、碳基离子和卤素离子，易溶于普通溶剂，干燥后形成钙钛矿晶体，制备设备价格低、简单、成本低，并提出钙钛矿LED五年内产业化。

　　有机卤化物钙钛矿发光是无机有机混合物，生产快速简单、成本低，在12V下，发光亮度达10000坎德拉/平方米，但性能不够稳定。

　　全无机钙钛矿量子点LED来自南京理工大学曾海波教授研究团队。该QLED发可见光400～800nm，量子效率大于70%，绿光光效达90%以上，能实现RGB三基色等多色电致发光。可用于发光、各种显示和激光显示。

　　六是黑磷发光技术

　　澳洲国立大学制成的单原子层状磷烯，具有半导体性能，并有非常强的发光特性，可制作PV和LED。

　　黑磷具有能隙，将它剥离并堆叠在硅基板上，可通过在硅基板上堆叠的磷层数来调整能隙，未来用于制作晶体管、传感器、光探测、PV及LED等。

　　黑磷具有潜在应用前景，全球有很多研究者。国内从事该研究的有中科院深圳先进技术所、深大、科大、复旦、上海应用数学所等。

　　七是二维半导体材料MX2

这是继石墨烯之后新材料领域的研究热点，由于这些材料具有独特的晶格结构和特性，具有巨大潜在应用能力，倍受全世界研究者的重视。

 

                                                     来源：高工LED