Những phát triển mới về vật liệu đèn LED
Trong gia đình, nơi làm việc và khu vực công cộng, đèn LED ngày càng thay thế bóng đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang thông thường trong những năm gần đây. Điốt phát sáng hoặc đèn LED bền hơn, tạo ra ít nhiệt hơn và sử dụng ít năng lượng hơn so với đèn chiếu sáng thông thường. Tuy nhiên, có thể có những ảnh hưởng đến môi trường từ việc sản xuất và thải bỏ chúng. Để nâng cao công nghệ LED và làm cho nó bền vững hơn, các nhà sản xuất và học giả luôn tìm kiếm các vật liệu và phương pháp mới.
Graphene là một chất dựa trên carbon rất mỏng, bền và linh hoạt, khiến nó trở thành một trong những vật liệu hứa hẹn nhất cho đèn LED. Do tính dẫn điện và quang học vượt trội nên graphene là lựa chọn tốt cho các thiết bị quang điện tử như đèn LED. Ôxít thiếc indi (ITO), đắt tiền và dễ vỡ, có thể được thay thế bằng graphene làm điện cực trong suốt trong các ứng dụng LED, như các nhà nghiên cứu đã chỉ ra trước đây. Hiệu suất cao hơn và giảm chi phí sản xuất đèn LED có thể là kết quả của các điện cực làm từ graphene.
Perovskite là một chất khác hứa hẹn sẽ thúc đẩy công nghệ LED. Một hợp chất khoáng có tên perovskite có cấu trúc tinh thể đặc biệt cho phép nó hấp thụ ánh sáng mặt trời và biến nó thành năng lượng điện. Các nhà nghiên cứu đang bắt đầu xem xét việc sử dụng pin mặt trời dựa trên perovskite trong đèn LED vì hiệu suất tuyệt vời của chúng. Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge vào năm 2018 đã phát hiện ra rằng các hạt nano perovskite có thể cải thiện màu sắc và độ sáng của đèn LED. Họ phát hiện ra rằng ánh sáng xanh dư thừa có thể được các hạt perovskite hấp thụ và phát lại dưới dạng ánh sáng đỏ hoặc xanh lục, tạo ra màu sắc sống động và tinh khiết hơn. Hiệu quả và độ trung thực màu sắc thậm chí còn cao hơn có thể là kết quả của việc sử dụng perovskite làm lớp phốt pho trong đèn LED.
Vật liệu hữu cơ, còn được gọi là OLED (điốt phát sáng hữu cơ), là một loại vật liệu khác có khả năng biến đổi hoàn toàn ánh sáng LED. Khi có dòng điện được cung cấp, các hóa chất gốc carbon được sử dụng để sản xuất OLED sẽ tạo ra ánh sáng. Mặc dù OLED hiện đang được sử dụng trong các màn hình nhỏ như màn hình trên điện thoại thông minh, nhưng các nhà nghiên cứu đang xem xét sử dụng chúng trong các ứng dụng chiếu sáng lớn hơn. So với đèn LED thông thường, OLED mang lại một số lợi thế, bao gồm khả năng tạo ra ánh sáng theo mọi hướng, tạo ra ánh sáng ổn định hơn. Chúng hoàn hảo cho các thiết kế chiếu sáng kiến trúc vì chúng linh hoạt và trong suốt.
Tuổi thọ hạn chế của vật liệu hữu cơ, có thể xuống cấp nhanh chóng và mất dần độ sáng, là một trong những vấn đề của công nghệ OLED. Mặt khác, các nhà khoa học đang tạo ra các chất hóa học mới bền và ổn định hơn. Một loại vật liệu OLED mới có thể tồn tại lâu hơn gấp 4 lần so với OLED truyền thống đã được các nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan tạo ra vào năm 2020. Để tạo ra cấu trúc tinh thể rắn, vật liệu mới kết hợp các ion kim loại với các phối tử hữu cơ. Dòng vật liệu mới này có thể tạo ra OLED mạnh mẽ và hiệu quả hơn, đồng thời mang lại những cơ hội mới cho thiết kế kiến trúc và ánh sáng.
Chấm lượng tử, là các hạt bán dẫn nhỏ có khả năng tạo ra ánh sáng với nhiều màu sắc khác nhau, là một vật liệu mới khác cho hệ thống chiếu sáng LED. So với phốt pho thông thường, chấm lượng tử mang lại nhiều màu sắc đa dạng hơn và độ trung thực màu sắc vượt trội khi được sử dụng làm vật liệu phốt pho trong đèn LED. Hiệu quả của ánh sáng LED trắng có thể được tăng lên bằng cách điều chỉnh các chấm lượng tử để chỉ tạo ra ánh sáng trong dải quang phổ màu xanh lam. Các chấm lượng tử cũng đang được nghiên cứu để sử dụng trong các hệ thống chiếu sáng thông minh, có thể điều chỉnh độ sáng và nhiệt độ màu để phù hợp với nhiều cài đặt và tâm trạng khác nhau.
Các tinh thể nano, có thể được sử dụng để kiểm soát các đặc tính của ánh sáng, các hạt nano và vi mô, có thể tăng cường sự phân tán ánh sáng và giảm độ chói, là những vật liệu khác có thể có ảnh hưởng đến hệ thống chiếu sáng LED trong tương lai. Những vật liệu mới này mở ra những lựa chọn mới về thiết kế, hiệu quả và tính bền vững cho hệ thống chiếu sáng LED.
Tóm lại, hệ thống chiếu sáng LED đã phát triển đáng kể trong những năm gần đây và đã thay thế hệ thống chiếu sáng thông thường trong một số ứng dụng. Tuy nhiên, chúng ta phải tiếp tục tìm kiếm các vật liệu và công nghệ mới để cải thiện hệ thống chiếu sáng LED vì cả lý do tài chính và môi trường khi chúng ta nỗ lực hướng tới một tương lai bền vững hơn. Rất may, các nhà khoa học và nhà sản xuất đã tạo ra và đánh giá các vật liệu mới như graphene, perovskite, OLED, chấm lượng tử và tinh thể nano, những vật liệu này sẽ tiếp tục ảnh hưởng đến hệ thống chiếu sáng LED trong tương lai.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-sensor-light-bulb/smart-sensor-led-light-bulb.html
