Nový vývoj v LED světelných materiálech
V domácnostech, na pracovištích a ve veřejných prostorách LED osvětlení v posledních letech stále více nahrazuje klasické žárovky a zářivky. Světelné diody neboli LED jsou odolnější, produkují méně tepla a spotřebují méně energie než běžné osvětlení. Jejich výroba a likvidace však mohou mít vliv na životní prostředí. S cílem zlepšit technologii LED a učinit ji udržitelnější, výrobci a akademici neustále hledají nové materiály a metody.
Grafen je látka na bázi uhlíku, která je velmi tenká, pevná a flexibilní, což z ní činí jeden z nejslibnějších materiálů pro LED diody. Díky své vynikající optické a elektrické vodivosti je grafen dobrou volbou pro optoelektronická zařízení, jako jsou LED. Oxid india a cínu (ITO), který je drahý a křehký, může být nahrazen grafenem jako transparentní elektrodou v aplikacích LED, jak výzkumníci dříve ukázali. Elektrody na bázi grafenu mohou mít za následek vyšší účinnost a nižší náklady na výrobu LED.
Perovskit je další látka, která je příslibem pro pokrok v technologii LED. Minerální sloučenina zvaná perovskit má speciální krystalickou strukturu, která jí umožňuje absorbovat sluneční světlo a přeměnit jej na elektrickou energii. Vědci se začínají zabývat používáním solárních článků na bázi perovskitu v LED kvůli jejich vynikající účinnosti. Skupina výzkumníků z University of Cambridge v roce 2018 zjistila, že nanočástice perovskitu mohou zlepšit barvu a jas LED diod. Zjistili, že přebytečné modré světlo může být absorbováno částicemi perovskitu a opětovně vyzařováno jako červené nebo zelené světlo, čímž vznikají živější a čistší odstíny. Ještě větší účinnost a věrnost barev může vyplynout z použití perovskitu jako fosforové vrstvy v LED.
Organické materiály, také známé jako OLED (organické světelné diody), jsou další třídou materiálů, které mají potenciál zcela přeměnit LED osvětlení. Když je dodáván elektrický proud, chemikálie na bázi uhlíku používané k výrobě OLED produkují světlo. Ačkoli se OLED v současné době používají na malých obrazovkách, jako jsou ty, které lze vidět v chytrých telefonech, vědci se zaměřují na jejich použití ve větších aplikacích osvětlení. Ve srovnání s konvenčními LED diodami poskytují OLED řadu výhod, včetně schopnosti produkovat světlo ve všech směrech, což vytváří konzistentnější záři. Jsou ideální pro architektonické návrhy osvětlení, protože jsou flexibilní a průsvitné.
Omezená životnost organických materiálů, které se mohou rychle zhoršovat a postupně ztrácet jas, je jedním z problémů technologie OLED. Na druhou stranu vědci vytvářejí nové chemické látky, které jsou odolnější a stabilnější. Nový druh OLED materiálu, který může žít až čtyřikrát déle než tradiční OLED, byl vytvořen v roce 2020 výzkumníky z University of Michigan. K vytvoření pevné krystalické struktury kombinuje nový materiál kovové ionty s organickými ligandy. Tato nová rodina materiálů může vést k OLED, které jsou robustnější a efektivnější, a také k novým příležitostem pro architektonický a světelný design.
Dalším novým materiálem pro LED osvětlení jsou kvantové tečky, což jsou malé polovodičové částice se schopností produkovat světlo v různých odstínech. Ve srovnání s konvenčními fosfory poskytují kvantové tečky větší rozmanitost barev a vynikající věrnost barev, když jsou použity jako fosforový materiál v osvětlení LED. Efektivitu bílého LED osvětlení lze zvýšit vyladěním kvantových bodů tak, aby produkovaly světlo pouze v modrém spektrálním pásmu. Kvantové tečky se také zkoumají pro použití v inteligentních osvětlovacích systémech, které mohou být schopny upravit svůj jas a teplotu barev tak, aby vyhovovaly různým nastavením a náladám.
Nanokrystaly, které mohou být použity k řízení vlastností světla, a mikro- a nanočástice, které mohou zlepšit rozptyl světla a snížit oslnění, jsou další materiály, které mohou mít v budoucnu vliv na LED osvětlení. Tyto nové materiály otevírají nové možnosti designu, účinnosti a udržitelnosti pro LED osvětlení.
Stručně řečeno, LED osvětlení v posledních letech výrazně pokročilo a v několika aplikacích nahradilo konvenční osvětlení. Musíme však i nadále hledat nové materiály a technologie ke zlepšení LED osvětlení z finančních i ekologických důvodů, protože pracujeme na udržitelnější budoucnosti. Naštěstí vědci a výrobci již vytvářejí a vyhodnocují nové materiály, jako je grafen, perovskit, OLED, kvantové tečky a nanokrystaly, které budou i v budoucnu ovlivňovat LED osvětlení.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-sensor-light-bulb/smart-sensor-led-light-bulb.html
