优化荧光粉来提升LED照明光效

通过确定简单的指引，加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)半导体照明与能源中心的研究人员已经能够优化荧光粉——这是白光LED照明的关键器件——从而使灯具更亮更高效。 直到不久前，荧光粉材料的制备仍不是很科学，更像是艺术，这种制备基于寻找作为激活剂离子(activator ions)基质(host)的晶体结构，从而才能将较高能量的蓝光转化为较低能量的黄或橙光。 “目前还不完全确定哪些可以使荧光粉高效以及哪些不可以，”研究人员表示，在错误的主剂中，一些光子会化为热量浪费掉，因此关键问题是：如何选择正确的基质。 随着LED越来越亮，比如被用于汽车前照灯，这样它们就变得越来越热，因此无可避免地会影响荧光粉特性。 “随着温度的攀升，极少荧光粉材料可以保持原有效率。”研究人员表示，目前仍不甚了解如何选择给定激发剂离子的基质架构，亦即如何使荧光粉高效，如何使荧光粉在温度渐升时保持高效。 但是，采用基于密度功能原理(由UCSB教授所开发)进行计算，该研究人员已经确定了，晶体基质结构的硬度( rigidity )是荧光粉效率的关键因素。荧光粉效率越高，其结构硬度越大。 而且结构硬度标识可以采用密度功能原理进行计算，这使得材料可以在制备和测试前进行筛选。 这一突破可以使半导体照明更高效更亮，从而加速推动其发展。 “我们的目标是使效率实现90%，或者300lm/W，”研究人员表示，他们已经展示了效率高达60%的试验品。