Udsigter for udvikling af hvid LED-teknologi
LED'er er den mest økonomiske og højkvalitets lyskilde. Det er ikke for ingenting, at teknologien til fremstilling af hvide LED'er, som kontinuerligt bruges til belysning, konstant er i fremskridt. Interessen for belysningsindustrien og den almindelige mand på gaden har stimuleret konstante og talrige undersøgelser inden for dette område af lysteknologi.
Vi kan allerede sige, at udsigterne for hvide lysdioder er enorme. Dette skyldes, at de åbenlyse fordele ved at spare elektricitet brugt på belysning fortsat vil tiltrække investorer til at forske i disse processer, forbedre teknologier og opdage nyere, mere effektive materialer i lang tid.
Hvis vi er opmærksomme på de seneste publikationer fra LED-producenter og udviklere af materialer til deres skabelse, eksperter i retning af halvlederforskning og halvlederbelysningsteknologier, kan vi fremhæve flere retninger på udviklingsvejen på dette område i dag.
Det er kendt, at konverteringsfaktoren fosfor er den vigtigste determinant for LED-effektivitet, desuden påvirker re-emissionsspektret af fosfor kvaliteten af lyset produceret af LED. Således er søgning og forskning af endnu bedre og mere effektive fosfor en af de vigtigste retninger i udviklingen af LED-teknologi i øjeblikket.
Yttrium aluminium granat er den mest populære fosfor til hvide LED'er og kan opnå effektiviteter på godt 95%. Andre fosfor er, selvom de giver et bedre kvalitetsspektrum af hvidt lys, mindre effektive end YAG-fosforen. Af denne grund sigter adskillige undersøgelser på at opnå en endnu mere effektiv og holdbar fosfor, der giver det korrekte spektrum.
En anden løsning, selvom den stadig udmærker sig ved sin høje pris, er en multi-krystal LED, der giver skarpt hvidt lys med et spektrum af høj kvalitet. Disse er kombinerede multi-komponent LED'er.
Multi-farve halvleder chip kombinationer er ikke den eneste løsning. LED'er, der indeholder flere farvechips samt en fosforkomponent, vises meget mere effektivt.
Selvom effektiviteten af metoden stadig er lav, er tilgangen alligevel værd at være opmærksom på, når kvanteprikker bruges som konverter. På denne måde kan du skabe LED'er med høj lyskvalitet. Teknologien kaldes white quantum dot LED'er.
Da den største effektivitetsgrænse ligger direkte i LED-chippen, kan en forøgelse af effektiviteten af selve det halvlederemitterende materiale hjælpe med at forbedre effektiviteten.
Konklusionen er, at de mest almindelige halvlederstrukturer ikke tillader et kvanteudbytte over 50 %.De bedste aktuelle kvanteeffektivitetsresultater er kun opnået med røde LED'er, som giver en virkningsgrad på godt 60%.
Strukturer dyrket af galliumnitrid-epitaxi på et safirsubstrat er ikke en billig proces. Et skift til billigere halvlederstrukturer kunne fremskynde fremskridtet.
At tage andre materialer som grundlag, såsom galliumoxid, siliciumcarbid eller ren silicium, vil reducere omkostningerne ved LED-produktion betydeligt. Forsøg på at legere galliumnitrid med forskellige stoffer er ikke den eneste måde at reducere omkostningerne på. Halvledermaterialer såsom zinkselenid, indiumnitrid, aluminiumnitrid og bornitrid anses for lovende.
Muligheden for udbredt brug af fosforfrie lysdioder baseret på væksten af en zinkselenid-epitaksial struktur på et zinkselenid-substrat bør ikke udelukkes. Her udsender det aktive område af halvlederen blåt lys, og selve substratet (da zinkselenid i sig selv er en effektiv fosfor) viser sig at være en kilde til gult lys.
Hvis et andet lag af halvleder med et båndgab af mindre bredde indføres i strukturen, vil det være i stand til at absorbere nogle kvanter med en vis energi, og den sekundære emission vil forekomme i området med lavere energier. Teknologien kaldes LED'er med halvlederemissionsomformere.