Новые керамические люминофоры для мощных светодиодных ламп могут сэкономить на 20–30% больше энергии

Материаловеды Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) в сотрудничестве с международной исследовательской группой разработали конструкцию композитных керамических материалов (Ce3+:YAG-Al2O3), т.е. твердотельных преобразователей света (люминофоры), которые могут применяться в наземных и аэрокосмических технологиях.

 Светодиодные системы на основе разработанных материалов позволяют экономить на 20-30% больше энергии по сравнению с коммерческими аналогами. В журнале Materials Characterization опубликована соответствующая статья.Керамические светопреобразователи Более 15% от общего мирового производства электроэнергии, или около 450 млрд. долл. в год, расходуется на освещение. Согласно дорожной карте развития светотехники, разработанной в России, развитие светодиодной технологии с эффективностью более 150 лм/Вт позволит к 2025 году сэкономить до 30% электроэнергии.На основе разработанных керамических светопреобразователей можно будет производить как компактные энергосберегающие белые светодиоды (wLED), так и мощные ( высокой яркости) системы.

Новый материал востребован во многих сферах применения светодиодов - от портативных проекторов и эндоскопов до лазерных телевизоров с диагональю более 100 дюймов, осветительных приборов для автомобилей и самолетостроения, и др."Потребление белых светодиодов составляет более половины от общего потребления светодиодов высокой яркости. Некоторые особенности технологии производства органических люминофоров для современных коммерческих белых светодиодов приводят к быстрому старению светоизлучающего диода, который теряет яркость и качество цветопередачи. Мы обойдем проблему, создав полностью неорганические светопреобразователи в виде композитной керамики на основе иттриевого алюминиевого граната, активируемого ионами керии Ce3+:YAG, и термически стабильной фазы оксида алюминия Al2O3", - говорит Анастасия Ворновских, младший научный сотрудник научно-образовательного центра «Передовые керамические материалы» департамента промышленной безопасности Политехнического института ДВФУ.

Новые материалы характеризуются высокими значениями тепловой прочности и теплопроводности, выдерживают высокую мощность накачки, генерируют яркий белый свет без явного теплового гашения интенсивности фотолюминесценции. Это позволяет снизить рабочую температуру светодиодного устройства до 120-70°C, более чем в 2 раза по сравнению с коммерческими образцами Ce3+:YAG. "Синтезированы материалы путем вакуумно-реактивного спекания исходных оксидных порошков алюминия, иттрия, церия, гадолиния. Особое внимание уделено выявлению количественной связи между основными центрами рассеяния - остаточными порами и кристаллитами Al2O3 и спектроскопическими свойствами фосфоров керамики. Наши преобразователи света отвечают всем требованиям, предъявляемым к wLED нового поколения. Они имеют долгий срок службы, высокую светоотдачу и индекс цветопередачи при сохранении требований к экологичности и размерности материалов", - говорит руководитель проекта Денис Косянов, директор НОЦ "Передовые керамические материалы" Департамента промышленной безопасности ДВФУ.

В исследовании приняли участие научные сотрудники Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), Шанхайского института керамики, Шанхайского технологического института Университета Китайской академии наук, Института химии ДВФУ РАН, Института химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН. опубликовано econet.ru по материалам scitechdaily.com.

Источник