सदर्न युनिव्हर्सिटी ऑफ सायन्स अँड टेक्नॉलॉजीच्या संशोधन पथकाने घरगुती एसी पॉवरसाठी प्लग आणि प्ले क्वांटम डॉट एलईडी विकसित केला आहे.

परिचय: चेन शुमिंग आणि दक्षिणी विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विद्यापीठातील इतरांनी इंटरमीडिएट इलेक्ट्रोड म्हणून पारदर्शक प्रवाहकीय इंडियम झिंक ऑक्साईड वापरून एक मालिका कनेक्टेड क्वांटम डॉट लाइट-एमिटिंग डायोड विकसित केला आहे. डायोड अनुक्रमे 20.09% आणि 21.15% च्या बाह्य क्वांटम कार्यक्षमतेसह सकारात्मक आणि नकारात्मक पर्यायी वर्तमान चक्रांतर्गत कार्य करू शकतो. याशिवाय, अनेक मालिका कनेक्ट केलेल्या उपकरणांना जोडून, ​​पॅनेलला कॉम्प्लेक्स बॅकएंड सर्किट्सची गरज न पडता थेट घरगुती एसी पॉवरद्वारे चालवता येते. 220 V/50 Hz च्या ड्राइव्ह अंतर्गत, लाल प्लग आणि प्ले पॅनेलची उर्जा कार्यक्षमता 15.70 lm W-1 आहे आणि समायोजित करण्यायोग्य ब्राइटनेस 25834 cd m-2 पर्यंत पोहोचू शकते.

प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LEDs) त्यांच्या उच्च कार्यक्षमता, दीर्घ आयुष्य, घन-स्थिती आणि पर्यावरणीय सुरक्षा फायद्यांमुळे, ऊर्जा कार्यक्षमता आणि पर्यावरणीय टिकाऊपणाची जागतिक मागणी पूर्ण करण्यासाठी मुख्य प्रवाहातील प्रकाश तंत्रज्ञान बनले आहेत. सेमीकंडक्टर pn डायोड म्हणून, LED फक्त कमी-व्होल्टेज डायरेक्ट करंट (DC) स्त्रोताच्या ड्राइव्ह अंतर्गत कार्य करू शकते. दिशाहीन आणि सतत चार्ज इंजेक्शनमुळे, चार्जेस आणि जौल हीटिंग डिव्हाइसमध्ये जमा होतात, ज्यामुळे एलईडीची ऑपरेशनल स्थिरता कमी होते. या व्यतिरिक्त, जागतिक वीज पुरवठा मुख्यत्वे उच्च-व्होल्टेज पर्यायी करंटवर आधारित आहे आणि अनेक घरगुती उपकरणे जसे की LED दिवे थेट उच्च-व्होल्टेज पर्यायी प्रवाह वापरू शकत नाहीत. म्हणून, जेव्हा LED घरगुती विजेद्वारे चालविले जाते, तेव्हा उच्च-व्होल्टेज एसी पॉवरचे लो-व्होल्टेज डीसी पॉवरमध्ये रूपांतर करण्यासाठी मध्यस्थ म्हणून अतिरिक्त AC-DC कनवर्टर आवश्यक असतो. सामान्य एसी-डीसी कन्व्हर्टरमध्ये मेन व्होल्टेज कमी करण्यासाठी ट्रान्सफॉर्मर आणि एसी इनपुट दुरुस्त करण्यासाठी रेक्टिफायर सर्किट (आकृती 1a पहा) समाविष्ट असते. जरी बहुतेक AC-DC कन्व्हर्टरची रूपांतरण कार्यक्षमता 90% पेक्षा जास्त पोहोचू शकते, तरीही रूपांतरण प्रक्रियेदरम्यान उर्जेची हानी होते. याव्यतिरिक्त, LED ची चमक समायोजित करण्यासाठी, एक समर्पित ड्रायव्हिंग सर्किट DC वीज पुरवठ्याचे नियमन करण्यासाठी आणि LED साठी आदर्श प्रवाह प्रदान करण्यासाठी वापरला जावा (पूरक आकृती 1b पहा).
ड्रायव्हर सर्किटची विश्वासार्हता एलईडी दिवे च्या टिकाऊपणावर परिणाम करेल. म्हणून, एसी-डीसी कन्व्हर्टर आणि डीसी ड्रायव्हर्स सादर केल्याने केवळ अतिरिक्त खर्च येत नाही (एकूण एलईडी दिव्याच्या किमतीच्या सुमारे 17% खर्च), परंतु विजेचा वापर देखील वाढतो आणि एलईडी दिव्यांची टिकाऊपणा कमी होते. त्यामुळे, जटिल बॅकएंड इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या गरजेशिवाय 50 Hz/60 Hz च्या घरगुती 110 V/220 V व्होल्टेजद्वारे थेट चालवता येणारी LED किंवा इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट (EL) उपकरणे विकसित करणे अत्यंत इष्ट आहे.

गेल्या काही दशकांमध्ये, अनेक एसी चालित इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट (एसी-ईएल) उपकरणे प्रदर्शित केली गेली आहेत. ठराविक AC इलेक्ट्रॉनिक बॅलास्टमध्ये फ्लोरोसेंट पावडर उत्सर्जित करणारा थर असतो जो दोन इन्सुलेटिंग लेयर्समध्ये सँडविच केलेला असतो (आकृती 2a). इन्सुलेशन लेयरचा वापर बाह्य चार्ज वाहकांच्या इंजेक्शनला प्रतिबंधित करतो, त्यामुळे डिव्हाइसमधून थेट प्रवाह वाहत नाही. डिव्हाइसमध्ये कॅपॅसिटरचे कार्य आहे आणि उच्च एसी इलेक्ट्रिक फील्डच्या ड्राइव्ह अंतर्गत, अंतर्गत तयार केलेले इलेक्ट्रॉन कॅप्चर पॉईंटपासून उत्सर्जन स्तरापर्यंत बोगदा करू शकतात. पुरेशी गतीज ऊर्जा प्राप्त केल्यानंतर, इलेक्ट्रॉन्स ल्युमिनेसेंट केंद्राशी टक्कर देतात, एक्सिटॉन्स तयार करतात आणि प्रकाश उत्सर्जित करतात. इलेक्ट्रोड्सच्या बाहेरून इलेक्ट्रॉन इंजेक्ट करण्याच्या अक्षमतेमुळे, या उपकरणांची चमक आणि कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या कमी आहे, जे प्रकाश आणि प्रदर्शनाच्या क्षेत्रात त्यांचे अनुप्रयोग मर्यादित करते.

त्याचे कार्यप्रदर्शन सुधारण्यासाठी, लोकांनी एकल इन्सुलेशन लेयरसह AC इलेक्ट्रॉनिक बॅलास्ट डिझाइन केले आहेत (पूरक आकृती 2b पहा). या संरचनेत, एसी ड्राइव्हच्या सकारात्मक अर्ध्या चक्रादरम्यान, बाह्य इलेक्ट्रोडमधून एक चार्ज वाहक थेट उत्सर्जन स्तरामध्ये इंजेक्ट केला जातो; कार्यक्षम प्रकाश उत्सर्जन आंतरिकरित्या व्युत्पन्न केलेल्या दुसर्या प्रकारच्या चार्ज कॅरियरसह पुनर्संयोजनाद्वारे पाहिले जाऊ शकते. तथापि, एसी ड्राइव्हच्या निगेटिव्ह हाफ सायकल दरम्यान, इंजेक्टेड चार्ज कॅरिअर्स डिव्हाइसमधून सोडले जातील आणि त्यामुळे प्रकाश उत्सर्जित होणार नाही. ड्रायव्हिंगच्या अर्ध्या सायकल दरम्यान प्रकाश उत्सर्जन होते या वस्तुस्थितीमुळे, या एसी डिव्हाइसची कार्यक्षमता डीसी उपकरणांपेक्षा कमी आहे. याव्यतिरिक्त, उपकरणांच्या कॅपॅसिटन्स वैशिष्ट्यांमुळे, दोन्ही एसी उपकरणांची इलेक्ट्रोल्युमिनेसन्स कामगिरी वारंवारता अवलंबून असते आणि इष्टतम कामगिरी सामान्यत: अनेक किलोहर्ट्झच्या उच्च फ्रिक्वेन्सीवर प्राप्त होते, ज्यामुळे त्यांना मानक घरगुती एसी पॉवर कमी प्रमाणात सुसंगत करणे कठीण होते. फ्रिक्वेन्सी (50 हर्ट्ज/60 हर्ट्झ).

अलीकडे, कोणीतरी AC इलेक्ट्रॉनिक उपकरण प्रस्तावित केले जे 50 Hz/60 Hz च्या फ्रिक्वेन्सीवर ऑपरेट करू शकते. या उपकरणात दोन समांतर DC उपकरणे आहेत (आकृती 2c पहा). दोन उपकरणांच्या वरच्या इलेक्ट्रोड्सला इलेक्ट्रिकली शॉर्ट सर्किट करून आणि खालच्या कॉप्लनर इलेक्ट्रोडला AC उर्जा स्त्रोताशी जोडून, ​​दोन उपकरणे वैकल्पिकरित्या चालू केली जाऊ शकतात. सर्किटच्या दृष्टीकोनातून, हे AC-DC डिव्हाइस फॉरवर्ड डिव्हाइस आणि मालिकेतील रिव्हर्स डिव्हाइस कनेक्ट करून प्राप्त केले जाते. जेव्हा फॉरवर्ड डिव्हाइस चालू केले जाते, तेव्हा रिव्हर्स डिव्हाइस बंद केले जाते, एक रेझिस्टर म्हणून कार्य करते. प्रतिकारशक्तीच्या उपस्थितीमुळे, इलेक्ट्रोल्युमिनेसन्स कार्यक्षमता तुलनेने कमी आहे. याव्यतिरिक्त, AC प्रकाश-उत्सर्जक साधने केवळ कमी व्होल्टेजवर कार्य करू शकतात आणि 110 V/220 V मानक घरगुती विजेशी थेट जोडली जाऊ शकत नाहीत. पूरक आकृती 3 आणि पूरक तक्ता 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, उच्च AC व्होल्टेजद्वारे चालविल्या गेलेल्या AC-DC पॉवर डिव्हाइसेसचे कार्यप्रदर्शन (चमक आणि उर्जा कार्यक्षमता) DC उपकरणांपेक्षा कमी आहे. आतापर्यंत, 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz वर थेट घरगुती वीज चालवता येईल असे कोणतेही AC-DC पॉवर उपकरण नाही आणि उच्च कार्यक्षमता आणि दीर्घ आयुष्य आहे.

चेन शुमिंग आणि दक्षिणी विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विद्यापीठातील त्यांच्या टीमने इंटरमीडिएट इलेक्ट्रोड म्हणून पारदर्शक प्रवाहकीय इंडियम झिंक ऑक्साईड वापरून एक मालिका कनेक्टेड क्वांटम डॉट लाइट-एमिटिंग डायोड विकसित केला आहे. डायोड अनुक्रमे 20.09% आणि 21.15% च्या बाह्य क्वांटम कार्यक्षमतेसह सकारात्मक आणि नकारात्मक पर्यायी वर्तमान चक्रांतर्गत कार्य करू शकतो. याशिवाय, अनेक मालिका जोडलेल्या उपकरणांना जोडून, ​​पॅनेलला कॉम्प्लेक्स बॅकएंड सर्किट्सची गरज न पडता थेट घरगुती AC पॉवरद्वारे चालवता येते. 220 V/50 Hz च्या ड्राइव्ह अंतर्गत, लाल प्लग आणि प्ले पॅनेलची उर्जा कार्यक्षमता 15.70 आहे. lm W-1, आणि समायोज्य ब्राइटनेस 25834 cd m-2 पर्यंत पोहोचू शकते. विकसित प्लग अँड प्ले क्वांटम डॉट एलईडी पॅनेल किफायतशीर, कॉम्पॅक्ट, कार्यक्षम आणि स्थिर सॉलिड-स्टेट प्रकाश स्रोत तयार करू शकते जे थेट घरगुती AC वीजद्वारे चालविले जाऊ शकते.

Lightingchina.com वरून घेतले