INTRODUÇÃO: Chen Shuming e outros da Universidade de Ciência e Tecnologia do Sul desenvolveram um diodo emissor de luz quântica conectado ao uso de óxido de zinco condutor transparente como eletrodo intermediário. O diodo pode operar sob ciclos de corrente alternados positivos e negativos, com eficiências quânticas externas de 20,09% e 21,15%, respectivamente. Além disso, ao conectar vários dispositivos conectados em série, o painel pode ser diretamente acionado pela energia CA doméstico sem a necessidade de circuitos de back -end complexos. Sob a unidade de 220 V/50 Hz, a eficiência de energia do painel de plug e reprodução vermelha é de 15,70 lm W-1, e o brilho ajustável pode atingir até 25834 CD M-2.
Diodos emissores de luz (LEDs) tornaram-se a tecnologia de iluminação convencional devido à sua alta eficiência, vida útil longa, estado sólido e vantagens de segurança ambiental, atendendo à demanda global por eficiência energética e sustentabilidade ambiental. Como um diodo PN semicondutor, o LED só pode operar sob a unidade de uma fonte de corrente direta de baixa tensão (DC). Devido à injeção de carga unidirecional e contínua, as cargas e o aquecimento de Joule se acumulam dentro do dispositivo, reduzindo assim a estabilidade operacional do LED. Além disso, a fonte de alimentação global é baseada principalmente na corrente alternada de alta tensão, e muitos eletrodomésticos como luzes LED não podem usar diretamente a corrente alternada de alta tensão. Portanto, quando o LED é acionado pela eletricidade doméstica, é necessário um conversor AC-DC adicional como intermediário para converter a energia CA de alta tensão em potência CC de baixa tensão. Um conversor AC-DC típico inclui um transformador para reduzir a tensão da rede elétrica e um circuito retificador para retificar a entrada CA (consulte a Figura 1A). Embora a eficiência da conversão da maioria dos conversores de AC-DC possa atingir mais de 90%, ainda há perda de energia durante o processo de conversão. Além disso, para ajustar o brilho do LED, um circuito de direção dedicado deve ser usado para regular a fonte de alimentação CC e fornecer a corrente ideal para o LED (consulte a Figura 1B suplementar).
A confiabilidade do circuito do motorista afetará a durabilidade das luzes LED. Portanto, a introdução de conversores AC-DC e DC Drivers não apenas incorre em custos adicionais (representando cerca de 17% do custo total da lâmpada LED), mas também aumenta o consumo de energia e reduz a durabilidade das lâmpadas LED. Portanto, o desenvolvimento de dispositivos LED ou eletroluminescente (EL) que podem ser diretamente acionados por tensões domésticas de 110 V/220 V de 50 Hz/60 Hz sem a necessidade de dispositivos eletrônicos de back -end complexos é altamente desejável.
Nas últimas décadas, vários dispositivos eletroluminescentes (AC-EL) acionados por CA foram demonstrados. Um reator eletrônico AC típico consiste em uma camada emissora de pó fluorescente, imprensada entre duas camadas isolantes (Figura 2A). O uso da camada de isolamento impede a injeção de portadores de carga externa; portanto, não há corrente direta que flua através do dispositivo. O dispositivo tem a função de um capacitor e, sob o acionamento de um campo elétrico CA alto, os elétrons gerados internamente podem túnel do ponto de captura até a camada de emissão. Após obter energia cinética suficiente, os elétrons colidem com o centro luminescente, produzindo excitons e emitindo luz. Devido à incapacidade de injetar elétrons de fora dos eletrodos, o brilho e a eficiência desses dispositivos são significativamente menores, o que limita suas aplicações nos campos de iluminação e exibição.
Para melhorar seu desempenho, as pessoas projetaram reatores eletrônicos CA com uma única camada de isolamento (consulte a Figura Suplementar 2B). Nesta estrutura, durante o meio ciclo positivo do acionamento CA, um transportador de carga é injetado diretamente na camada de emissão do eletrodo externo; A emissão de luz eficiente pode ser observada pela recombinação com outro tipo de transportadora de carga gerada internamente. No entanto, durante o meio ciclo negativo do acionamento CA, os portadores de carga injetados serão liberados do dispositivo e, portanto, não emitirão luz. Além disso, devido às características da capacitância dos dispositivos, o desempenho da eletroluminescência de ambos os dispositivos CA depende da frequência e o desempenho ideal geralmente é alcançado em altas frequências de várias quilohertz, o que dificulta a compatível com a energia da CA doméstica padrão em baixas frequências (50 Hertz/60 Hertz).
Recentemente, alguém propôs um dispositivo eletrônico CA que pode operar em frequências de 50 Hz/60 Hz. Este dispositivo consiste em dois dispositivos CC paralelos (veja a Figura 2C). Ao curto -circuito eletricamente os eletrodos superiores dos dois dispositivos e conectar os eletrodos coplanares inferiores a uma fonte de energia CA, os dois dispositivos podem ser ativados alternadamente. Do ponto de vista do circuito, este dispositivo AC-DC é obtido conectando um dispositivo avançado e um dispositivo reverso em série. Quando o dispositivo avançado é ativado, o dispositivo reverso é desligado, atuando como um resistor. Devido à presença de resistência, a eficiência da eletroluminescência é relativamente baixa. Além disso, os dispositivos emissores de luz CA podem operar apenas com baixa tensão e não podem ser diretamente combinados com eletricidade doméstica padrão de 110 V/220 V. Conforme mostrado na Figura 3 suplementar e na Tabela Suplementar 1, o desempenho (brilho e eficiência de energia) dos dispositivos de energia AC-DC relatados acionados pela alta tensão CA é menor que a dos dispositivos CC. Até agora, não existe um dispositivo de energia AC-DC que possa ser acionado diretamente pela eletricidade doméstica a 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz e tem alta eficiência e longa vida útil.
Chen Shuming e sua equipe da Southern University of Science and Technology desenvolveram um diodo de emissor de luz quântico conectado ao Quantum Dot usando óxido de zinco condutor de conduta condutora transparente como eletrodo intermediário. O diodo pode operar sob ciclos de corrente alternados positivos e negativos, com eficiências quânticas externas de 20,09% e 21,15%, respectivamente. Além disso, ao conectar vários dispositivos conectados em série, o painel pode ser diretamente acionado pela energia CA doméstico sem a necessidade de circuitos de back-end complexos. Sob a unidade de 220 V/50 Hz, a eficiência de energia do painel de plugue e reprodução vermelho é de 15,70 lm W-1, e o brilho ajustável pode atingir até 25834 cd m-2. O painel LED de pontos quânticos de plug and play desenvolvido pode produzir fontes de luz econômicas, compactas, eficientes e estáveis de estado sólido que podem ser diretamente alimentadas pela eletricidade da CA doméstico.
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Horário de postagem: janeiro-14-2025