Introduzione: Chen Shuming è altri di l'Università Meridionale di Scienza è Tecnulugia anu sviluppatu un diodu emettitore di luce quantum dot in serie cunnessu utilizendu l'ossidu di zincu indiu cunduttivu trasparente cum'è l'elettrodu intermediu. U diodu pò operà sottu à i cicli di corrente alternante pusitivu è negativu, cù efficienze quantum esterne di 20,09% è 21,15%, rispettivamente. In più, cunnessendu parechji dispositi cunnessi in serie, u pannellu pò esse guidatu direttamente da a putenza AC domestica senza a necessità di circuiti backend cumplessi. Sottu u drive di 220 V/50 Hz, l'efficienza energetica di u pannellu plug and play rossu hè 15,70 lm W-1, è a luminosità regulabile pò ghjunghje sin'à 25834 cd m-2.
I diodi emettitori di luce (LED) sò diventati a tecnulugia di illuminazione mainstream per via di a so alta efficienza, longa vita, vantaghji di sicurezza ambientale è solidu, risponde à a dumanda globale di efficienza energetica è sustenibilità ambientale. Cum'è un diodu pn semiconductor, u LED pò operà solu sottu à l'accionamentu di una fonte di corrente diretta (DC) di bassa tensione. A causa di l'iniezione di carica unidirezionale è cuntinuu, i carichi è u riscaldamentu Joule s'accumulanu in u dispusitivu, riducendu cusì a stabilità operativa di u LED. Inoltre, u supplyu di energia glubale hè principalmente basatu annantu à u currente alternatu d'alta tensione, è parechji apparecchi domestici, cum'è i luci LED, ùn ponu micca direttamente aduprà corrente alternata d'alta tensione. Dunque, quandu u LED hè guidatu da l'electricità domestica, un convertitore AC-DC supplementu hè necessariu cum'è intermediariu per cunvertisce l'energia AC d'alta tensione in una putenza DC di bassa tensione. Un cunvertitore AC-DC tipicu include un trasformatore per riduce a tensione di rete è un circuitu di rettificatore per rettificà l'input AC (vede a Figura 1a). Puru l 'efficienza di cunversione di più AC-DC converters pò ghjunghje sin'à 90%, ci hè sempre perdita di energia durante u prucessu di cunversione. Inoltre, per aghjustà a luminosità di u LED, un circuitu di guida dedicatu deve esse usatu per regulà l'alimentazione DC è furnisce u currente ideale per u LED (vede a Figura Supplementaria 1b).
L'affidabilità di u circuitu di u driver affetterà a durabilità di i luci LED. Per quessa, l'introduzione di cunvertitori AC-DC è cunduttori DC ùn solu incurrenu i costi supplementari (accounting for about 17% of the total LED lamp cost), ma ancu aumenta u cunsumu di energia è riduce a durabilità di lampade LED. Per quessa, u sviluppu di i dispositi LED o elettroluminescenti (EL) chì ponu esse direttamente guidati da tensioni domestiche 110 V / 220 V di 50 Hz / 60 Hz senza a necessità di dispositivi elettronici backend cumplessi hè assai desideratu.
In l'ultimi decennii, parechji dispusitivi elettroluminescenti AC guidati (AC-EL) sò stati dimustrati. Un ballast elettronicu AC tipicu hè custituitu da una strata chì emette una polvere fluorescente inserita trà dui strati isolanti (Figura 2a). L'usu di a capa d'insulazione impedisce l'iniezione di trasportatori di carica esterni, cusì ùn ci hè micca un currente direttu chì passa per u dispusitivu. U dispusitivu hà a funzione di un condensatore, è sottu à l'accionamentu di un altu campu elettricu AC, l'elettroni generati internamente ponu tunnel da u puntu di cattura à a capa di emissione. Dopu avè ottene una energia cinetica sufficiente, l'elettroni scontranu cù u centru luminiscente, producendu excitons è emettenu luce. A causa di l'incapacità di injecte elettroni da l'esternu di l'elettrodi, a luminosità è l'efficienza di sti dispositi sò significativamente più bassu, chì limita e so applicazioni in i campi di l'illuminazione è a visualizazione.
Per migliurà a so prestazione, a ghjente hà designatu ballast elettronichi AC cù una sola capa d'insulazione (vede a Figura Supplementaria 2b). In questa struttura, durante a mità di ciculu pusitivu di l'accionamentu AC, un trasportatore di carica hè direttamente injected in a capa di emissione da l'elettrodu esternu; L'emissione di luce efficiente pò esse osservata per recombinazione cù un altru tipu di trasportatore di carica generatu internamente. Tuttavia, durante a mità di ciclu negativu di l'accionamentu AC, i trasportatori di carica injected seranu liberati da u dispusitivu è per quessa ùn emettenu micca luce. A causa di u fattu chì l'emissione di luce si trova solu durante a mità di ciculu di guida, l'efficienza di stu dispusitivu AC. hè più bassu di quellu di i dispositi DC. Inoltre, per via di e caratteristiche di capacità di i dispositi, a prestazione di l'elettroluminescenza di i dui dispositi AC hè dipendente da a frequenza, è u rendiment ottimali hè generalmente ottenutu à frequenze alte di parechji kilohertz, chì li rende difficiuli di esse cumpatibili cù a putenza AC di casa standard à bassa. frequenze (50 hertz/60 hertz).
Ricertamenti, qualchissia hà prupostu un dispositivu elettronicu AC chì pò operà à frequenze di 50 Hz / 60 Hz. Stu dispusitivu hè custituitu da dui dispusitivi DC paralleli (vede a Figura 2c). Cortocircuitendu elettricamente l'elettrodi superiori di i dui dispositi è cunnette l'elettrodi coplanari inferiori à una fonte di energia AC, i dui dispositi ponu esse attivati alternativamente. Da una perspettiva di circuitu, stu dispusitivu AC-DC hè ottinutu culligatu un dispusitivu avanti è un dispusitivu inversa in serie. Quandu u dispositivu avanti hè attivatu, u dispusitivu inversu hè disattivatu, cum'è una resistenza. A causa di a presenza di resistenza, l'efficienza di l'elettroluminescenza hè relativamente bassu. Inoltre, i dispositi chì emettenu luce AC ponu operare solu à bassa tensione è ùn ponu micca esse cumminati direttamente cù l'electricità standard di a casa 110 V / 220 V. Cumu mostra in a Figura Supplementaria 3 è a Tabella Supplementaria 1, u rendiment (luminosità è efficienza energetica) di i dispositi di putenza AC-DC riportati guidati da una alta tensione AC hè più bassu di quelli di i dispositi DC. Finu a ora, ùn ci hè micca un dispositivu di putenza AC-DC chì pò esse diretta direttamente da l'electricità domestica à 110 V / 220 V, 50 Hz / 60 Hz, è hà alta efficienza è longa vita.
Chen Shuming è a so squadra di l'Università Meridionale di Scienza è Tecnulugia anu sviluppatu un diodu emettitore di luce quantum dot cunnessu in serie cù l'ossidu di zincu indiu cunduttivu trasparente cum'è l'elettrodu intermediu. U diodu pò operà sottu à i cicli di corrente alternante pusitivu è negativu, cù efficienze quantum esterne di 20,09% è 21,15%, rispettivamente. In più, cunnessu parechji dispusitivi cunnessi in serie, u pannellu pò esse guidatu direttamente da a putenza AC domestica senza a necessità di circuiti backend cumplessi. Sottu u drive di 220 V / 50 Hz, l'efficienza energetica di u pannellu plug and play rossu hè 15,70. lm W-1, è a luminosità regulabile pò ghjunghje sin'à 25834 cd m-2. U pannellu LED quantum dot plug and play sviluppatu pò pruduce fonti di luce di u statu solidu ecunomichi, compacti, efficienti è stabili chì ponu esse alimentati direttamente da l'electricità AC domestica.
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Tempu di post: 14-Jan-2025