INTRODUCTION: Chen Shuming et d'autres de l'Université du Sud des sciences et de la technologie ont développé une diode émettrice d'éclairage à points quantiques connectés en utilisant l'oxyde de zinc d'indium conducteur transparent comme électrode intermédiaire. La diode peut fonctionner dans des cycles de courant alternatif positifs et négatifs, avec des efficacités quantiques externes de 20,09% et 21,15%, respectivement. De plus, en connectant plusieurs appareils connectés en séries, le panneau peut être directement entraîné par la puissance AC ménagers sans avoir besoin de circuits backend complexes. Sous la conduite de 220 v / 50 Hz, l'efficacité électrique du panneau de fiche rouge et de jeu est de 15,70 lm W-1, et la luminosité réglable peut atteindre jusqu'à 25834 CD M-2.
Les diodes émettrices de lumière (LED) sont devenues la technologie d'éclairage traditionnelle en raison de leurs avantages à haute efficacité, à longue durée de vie, à l'état solide et à la sécurité environnementale, répondant à la demande mondiale d'efficacité énergétique et de durabilité environnementale. En tant que diode PN semi-conducteur, la LED ne peut fonctionner que sous le lecteur d'une source de courant direct à basse tension (DC). En raison de l'injection de charge unidirectionnelle et continue, les charges et le chauffage de Joule s'accumulent dans l'appareil, réduisant ainsi la stabilité opérationnelle de la LED. De plus, l'alimentation mondiale est principalement basée sur le courant alternatif à haute tension, et de nombreux appareils électroménagers tels que les lumières LED ne peuvent pas utiliser directement le courant alternatif à haute tension. Par conséquent, lorsque la LED est entraînée par l'électricité des ménages, un convertisseur AC-DC supplémentaire est nécessaire en tant qu'intermédiaire pour convertir la puissance CA à haute tension en puissance CC basse tension. Un convertisseur AC-DC typique comprend un transformateur pour réduire la tension secteur et un circuit redresseur pour rectifier l'entrée CA (voir figure 1A). Bien que l'efficacité de conversion de la plupart des convertisseurs AC-DC puisse atteindre plus de 90%, il y a encore une perte d'énergie pendant le processus de conversion. De plus, pour ajuster la luminosité de la LED, un circuit de conduite dédié doit être utilisé pour réguler l'alimentation CC et fournir le courant idéal pour la LED (voir la figure supplémentaire 1B).
La fiabilité du circuit conducteur affectera la durabilité des lumières LED. Par conséquent, l'introduction des convertisseurs AC-DC et des conducteurs CC entraîne non seulement des coûts supplémentaires (représentant environ 17% du coût total des lampes LED), mais augmente également la consommation d'énergie et réduit la durabilité des lampes LED. Par conséquent, le développement de dispositifs LED ou électroluminescents (EL) qui peuvent être directement entraînés par des tensions ménagères de 110 v / 220 V de 50 Hz / 60 Hz sans avoir besoin de dispositifs électroniques complexes backend est hautement souhaitable.
Au cours des dernières décennies, plusieurs dispositifs électroluminescents (AC-El) entraînés par AC ont été démontrés. Un ballast électronique AC typique se compose d'une couche émettant de la poudre fluorescente en sandwich entre deux couches isolantes (figure 2A). L'utilisation de la couche d'isolation empêche l'injection de porteurs de charge externes, il n'y a donc pas de courant direct qui circule dans l'appareil. L'appareil a la fonction d'un condensateur, et sous la conduite d'un champ électrique à courant alternatif élevé, les électrons générés en interne peuvent tunnel du point de capture vers la couche d'émission. Après avoir obtenu une énergie cinétique suffisante, les électrons entrent en collision avec le centre luminescent, produisant des excitons et émettant de la lumière. En raison de l'incapacité d'injecter des électrons de l'extérieur des électrodes, la luminosité et l'efficacité de ces dispositifs sont nettement plus faibles, ce qui limite leurs applications dans les champs d'éclairage et d'affichage.
Afin d'améliorer ses performances, les gens ont conçu des ballasts électroniques AC avec une seule couche d'isolation (voir figure supplémentaire 2B). Dans cette structure, pendant le demi-cycle positif du lecteur AC, un porte-charge est directement injecté dans la couche d'émission à partir de l'électrode externe; Une émission de lumière efficace peut être observée par recombinaison avec un autre type de porte-charge généré en interne. Cependant, pendant le demi-cycle négatif du lecteur AC, les porteurs de charge injectés seront libérés du dispositif et n'émettra donc pas de lumière. Due au fait que l'émission de lumière ne se produit que pendant le demi-cycle de conduite, l'efficacité de ce dispositif CA est inférieure à celle des appareils CC. De plus, en raison des caractéristiques de capacité des dispositifs, les performances d'électroluminescence des deux dispositifs CA sont dépendantes de la fréquence, et les performances optimales sont généralement obtenues à des fréquences élevées de plusieurs kilohertz, ce qui les rend difficiles à compatible avec une puissance de courant alternatif standard à basse fréquence (50 Hertz / 60 Hertz).
Récemment, quelqu'un a proposé un dispositif électronique AC qui peut fonctionner à des fréquences de 50 Hz / 60 Hz. Ce dispositif se compose de deux dispositifs CC parallèles (voir figure 2C). En circuit électriquement les électrodes supérieures des deux appareils et en connectant les électrodes de coplanaire inférieures à une source d'alimentation CA, les deux appareils peuvent être alternativement activés. Du point de vue du circuit, ce périphérique AC-DC est obtenu en connectant un périphérique avant et un périphérique inversé en série. Lorsque le périphérique avant est allumé, le périphérique inversé est désactivé, agissant comme une résistance. En raison de la présence de résistance, l'efficacité de l'électroluminescence est relativement faible. De plus, les dispositifs d'émission de lumière AC ne peuvent fonctionner qu'à basse tension et ne peuvent pas être directement combinés avec l'électricité des ménages standard de 110 v / 220 V. Comme le montre la figure 3 et le tableau supplémentaires supplémentaires, les performances (luminosité et efficacité énergétique) des dispositifs d'alimentation AC-DC signalés entraînés par une tension AC élevée sont inférieurs à ceux des dispositifs CC. Jusqu'à présent, il n'y a pas de dispositif d'alimentation AC-DC qui peut être directement entraîné par l'électricité des ménages à 110 V / 220 V, 50 Hz / 60 Hz, et a une efficacité élevée et une longue durée de vie.
Chen Shuming et son équipe de l'Université Southern Science and Technology ont développé une diode émettrice de lumière quantique connectée en utilisant l'oxyde de zinc d'indium conducteur transparent comme électrode intermédiaire. La diode peut fonctionner dans des cycles de courant alternatif positifs et négatifs, avec des efficacités quantiques externes de 20,09% et 21,15%, respectivement. De plus, en connectant plusieurs périphériques connectés en séries, le panneau peut être directement entraîné par la puissance de courant alternatif des ménages sans avoir besoin de circuits backend complexes. Sous le lecteur de 220 V / 50 Hz, l'efficacité électrique du panneau rouge et de jeu rouge est de 15,70 lm W-1, et la luminosité réglable peut atteindre jusqu'à 25834 CD M-2. Le panneau LED à point quantique de fiche et de lecture développé peut produire des sources lumineuses à l'état solide économiques, compactes, efficaces et stables qui peuvent être directement alimentées par l'électricité de la CA ménagers.
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