Много написано о светодиодах в светотехнической промышленности: высокая светоотдача и эффективность. Однако тот факт, что светодиодные технологии основаны на так называемых редкоземельных элементах, игнорируется. Высокопроизводительные светодиоды всегда должны выдерживать не только большие токи, но и высокие температуры. В настоящее время химики из Саарского университета во главе с профессором Гвидо Кикельбиком вместе с такими промышленными партнерами, как Osram и BASF, разработали материал для герметизации, благодаря которому светодиоды работают без редкоземельных элементов. Преимущество: светодиоды более долговечны и даже дешевле.
Редкие земли включают металлы, такие как иттрий и лютеций, которые добываются только в нескольких странах, таких как Китай. Эти страны пользуются своей монополией и устанавливают цены по своему желанию. Поэтому электронная промышленность ищет способы уменьшить долю редкоземельных элементов, в том числе в светодиодных лампах.
Промышленный светодиод
Что нужно учитывать при выборе светодиодов в промышленности
Белый светодиод
Редкие земли в основном встроены в так называемые преобразовательные элементы, которые генерируют белый свет от первоначально синего света полупроводника. Конверторные красители уже сегодня можно заменить органическими альтернативами, которые значительно дешевле в производстве и не содержат редкоземельных элементов. Однако они чувствительны к высоким световым потокам, температурам и кислороду и поэтому должны быть заключены в капсулу.
«В начале проекта мы пытались улучшить существующие методы инкапсуляции. Однако мы быстро поняли, что нам нужен совершенно новый подход », - говорит Гвидо Кикельбик, профессор химии неорганических твердых тел в Университете Саара, один из руководителей проекта в этом междисциплинарном исследовании. После двух лет работы его команде удалось разработать совершенно новый герметизирующий материал, который отвечает всем основным требованиям, позволяющим использовать в светодиодах органические красители.
Технология кратко объяснила
Развитие синего светодиода
Термостойкий силикон
Материал основан на специальном силиконе, свойства которого можно определить практически произвольно путем химического синтеза в зависимости от требований. Соблюдаются наиболее важные параметры: материал очень термически стабилен, имеет высокий уровень прозрачности и прост в обработке. Материал также экономит дополнительные ресурсы. В обычных материалах платина используется в качестве катализатора для сшивания жидких предшественников, что может быть полностью исключено во вновь разработанном материале.
Материал был создан в рамках продолжающегося исследовательского проекта «Органические и редкоземельные преобразовательные материалы для светодиодного освещения» (ORCA), который финансируется федеральным правительством в размере 1,9 миллиона евро.
Этот пост впервые появился на нашем родственном портале Elektronikpraxis.de.
Файлы статей и ссылки на статьи
Ссылка: Nils Steinbrück, Svenja Pohl, Guido Kickelbick: не содержащие платину термоотверждаемые силоксаны для оптоэлектронного применения - синтез и свойства, RSC Adv., 2019, 9, 2205-2216;