दक्षिणी विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विद्यापीठाच्या एका संशोधन पथकाने घरगुती एसी पॉवरसाठी प्लग आणि क्वांटम डॉट प्ले केले आहे

परिचय: चेन शुमिंग आणि दक्षिणी युनिव्हर्सिटी ऑफ सायन्स Technology ण्ड टेक्नॉलॉजीच्या इतरांनी इंटरमिजिएट इलेक्ट्रोड म्हणून पारदर्शक प्रवाहकीय इंडियम झिंक ऑक्साईडचा वापर करून एक मालिका जोडलेली क्वांटम डॉट लाइट-उत्सर्जक डायोड विकसित केली आहे. डायोड अनुक्रमे 20.09% आणि 21.15% बाह्य क्वांटम कार्यक्षमतेसह सकारात्मक आणि नकारात्मक वैकल्पिक वर्तमान चक्र अंतर्गत कार्य करू शकते. याव्यतिरिक्त, एकाधिक मालिका कनेक्ट केलेल्या डिव्हाइसला कनेक्ट करून, पॅनेल थेट घरगुती एसी पॉवरद्वारे जटिल बॅकएंड सर्किट्सची आवश्यकता न घेता चालविली जाऊ शकते. 220 व्ही/50 हर्ट्झच्या ड्राइव्ह अंतर्गत, रेड प्लग आणि प्ले पॅनेलची उर्जा कार्यक्षमता 15.70 एलएम डब्ल्यू -1 आहे आणि समायोज्य चमक 25834 सीडी एम -2 पर्यंत पोहोचू शकते.

उर्जा कार्यक्षमता आणि पर्यावरणीय टिकाव या जागतिक मागणीची पूर्तता करून, त्यांच्या उच्च कार्यक्षमतेमुळे, दीर्घ आयुष्य, घन-राज्य आणि पर्यावरणीय सुरक्षा फायद्यांमुळे प्रकाश उत्सर्जक डायोड्स (एलईडी) मुख्य प्रवाहातील प्रकाश तंत्रज्ञान बनले आहेत. सेमीकंडक्टर पीएन डायोड म्हणून, एलईडी केवळ लो-व्होल्टेज डायरेक्ट करंट (डीसी) स्त्रोताच्या ड्राइव्ह अंतर्गत कार्य करू शकते. युनिडायरेक्शनल आणि सतत चार्ज इंजेक्शनमुळे, डिव्हाइसमध्ये शुल्क आणि जूल हीटिंग जमा होते, ज्यामुळे एलईडीची ऑपरेशनल स्थिरता कमी होते. याव्यतिरिक्त, जागतिक वीजपुरवठा प्रामुख्याने उच्च-व्होल्टेज अल्टरनेटिंग करंटवर आधारित आहे आणि एलईडी दिवे सारख्या अनेक घरगुती उपकरणे थेट उच्च-व्होल्टेज पर्यायी चालू वापरू शकत नाहीत. म्हणूनच, जेव्हा एलईडी घरगुती विजेद्वारे चालविली जाते, तेव्हा उच्च-व्होल्टेज एसी पॉवरला लो-व्होल्टेज डीसी पॉवरमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी मध्यस्थ म्हणून अतिरिक्त एसी-डीसी कन्व्हर्टर आवश्यक आहे. ठराविक एसी-डीसी कन्व्हर्टरमध्ये एसी इनपुट सुधारण्यासाठी मेन्स व्होल्टेज कमी करण्यासाठी ट्रान्सफॉर्मर आणि रेक्टिफायर सर्किट समाविष्ट आहे (आकृती 1 ए पहा). जरी बहुतेक एसी-डीसी कन्व्हर्टरची रूपांतरण कार्यक्षमता 90%पेक्षा जास्त पोहोचू शकते, तरीही रूपांतरण प्रक्रियेदरम्यान उर्जा कमी होते. याव्यतिरिक्त, एलईडीची चमक समायोजित करण्यासाठी, डीसी वीजपुरवठा नियंत्रित करण्यासाठी आणि एलईडीसाठी आदर्श प्रवाह प्रदान करण्यासाठी एक समर्पित ड्रायव्हिंग सर्किट वापरला पाहिजे (पूरक आकृती 1 बी पहा).
ड्रायव्हर सर्किटची विश्वासार्हता एलईडी दिवेच्या टिकाऊपणावर परिणाम करेल. म्हणूनच, एसी-डीसी कन्व्हर्टर आणि डीसी ड्रायव्हर्सचा परिचय करून देण्यामध्ये केवळ अतिरिक्त खर्च (एकूण एलईडी दिवा खर्चाच्या सुमारे 17%) नसतात, परंतु वीज वापर वाढतात आणि एलईडी दिवेची टिकाऊपणा कमी होते. म्हणूनच, विकसित करणे एलईडी किंवा इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट (ईएल) उपकरणे जी थेट घरगुती 110 व्ही/220 व्ही व्होल्टेजद्वारे 50 हर्ट्ज/60 हर्ट्झच्या जटिल बॅकएंड इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांची आवश्यकता नसताना चालविली जाऊ शकतात.

गेल्या काही दशकांमध्ये, अनेक एसी चालित इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट (एसी-ईएल) उपकरणे दर्शविली गेली आहेत. ठराविक एसी इलेक्ट्रॉनिक गिट्टीमध्ये फ्लूरोसंट पावडर उत्सर्जित थर दोन इन्सुलेटिंग थर (आकृती 2 ए) दरम्यान सँडविच असते. इन्सुलेशन लेयरचा वापर बाह्य चार्ज वाहकांच्या इंजेक्शनला प्रतिबंधित करते, म्हणून डिव्हाइसद्वारे थेट प्रवाह प्रवाहित होत नाही. डिव्हाइसमध्ये कॅपेसिटरचे कार्य आहे आणि उच्च एसी इलेक्ट्रिक फील्डच्या ड्राइव्ह अंतर्गत, अंतर्गत व्युत्पन्न केलेले इलेक्ट्रॉन कॅप्चर पॉईंटपासून उत्सर्जन थरापर्यंत बोगदा देऊ शकतात. पुरेशी गतीशील उर्जा मिळाल्यानंतर, इलेक्ट्रॉन ल्युमिनेसेंट सेंटरशी टक्कर देतात, एक्झिटॉन तयार करतात आणि प्रकाश उत्सर्जित करतात. इलेक्ट्रोडच्या बाहेरून इलेक्ट्रॉन इंजेक्शन देण्यास असमर्थतेमुळे, या उपकरणांची चमक आणि कार्यक्षमता लक्षणीय प्रमाणात कमी आहे, जे त्यांचे अनुप्रयोग प्रकाश आणि प्रदर्शन क्षेत्रात मर्यादित करते.

त्याची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी, लोकांनी एकाच इन्सुलेशन लेयरसह एसी इलेक्ट्रॉनिक बॅलॅस्टची रचना केली आहे (पूरक आकृती 2 बी पहा). या संरचनेत, एसी ड्राइव्हच्या सकारात्मक अर्ध्या चक्र दरम्यान, चार्ज कॅरियर थेट बाह्य इलेक्ट्रोडमधून उत्सर्जन थरात इंजेक्शन दिले जाते; कार्यक्षम प्रकाश उत्सर्जन आंतरिकरित्या व्युत्पन्न केलेल्या दुसर्‍या प्रकारच्या चार्ज कॅरियरसह पुनर्संचयित करून पाहिले जाऊ शकते. तथापि, एसी ड्राइव्हच्या नकारात्मक अर्ध्या चक्र दरम्यान, इंजेक्शन केलेले शुल्क वाहक डिव्हाइसमधून सोडले जातील आणि म्हणूनच प्रकाश उत्सर्जित होणार नाही. हे तथ्य आहे की हलकी उत्सर्जन केवळ ड्रायव्हिंगच्या अर्ध्या चक्रातच होते, या एसी डिव्हाइसची कार्यक्षमता डीसी उपकरणांपेक्षा कमी आहे. याव्यतिरिक्त, उपकरणांच्या कॅपेसिटन्स वैशिष्ट्यांमुळे, दोन्ही एसी डिव्हाइसची इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेन्स कार्यक्षमता वारंवारता अवलंबून असते आणि इष्टतम कामगिरी सहसा बर्‍याच किलोहर्ट्जच्या उच्च वारंवारतेवर प्राप्त केली जाते, ज्यामुळे त्यांना कमी वारंवारता (50 हर्ट्झ/60 हेरटीझेड) मानक घरगुती एसी पॉवरशी सुसंगत असणे कठीण होते.

अलीकडे, एखाद्याने एसी इलेक्ट्रॉनिक डिव्हाइस प्रस्तावित केले जे 50 हर्ट्ज/60 हर्ट्जच्या वारंवारतेवर कार्य करू शकते. या डिव्हाइसमध्ये दोन समांतर डीसी डिव्हाइस आहेत (आकृती 2 सी पहा). दोन उपकरणांच्या शीर्ष इलेक्ट्रोड्सला इलेक्ट्रिकली शॉर्ट सर्किटिंग करून आणि एसी उर्जा स्त्रोताशी तळाशी कोप्लानर इलेक्ट्रोड्स कनेक्ट करून, दोन डिव्हाइस वैकल्पिकरित्या चालू केले जाऊ शकतात. सर्किटच्या दृष्टीकोनातून, हे एसी-डीसी डिव्हाइस फॉरवर्ड डिव्हाइस आणि मालिकेत रिव्हर्स डिव्हाइस कनेक्ट करून प्राप्त केले जाते. जेव्हा फॉरवर्ड डिव्हाइस चालू केले जाते, तेव्हा प्रतिरोधक म्हणून अभिनय करणारे, रिव्हर्स डिव्हाइस बंद होते. प्रतिकारांच्या उपस्थितीमुळे, इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेन्स कार्यक्षमता तुलनेने कमी आहे. याव्यतिरिक्त, एसी लाइट-उत्सर्जक उपकरणे केवळ कमी व्होल्टेजवर कार्य करू शकतात आणि 110 व्ही/220 व्ही मानक घरगुती विजेसह थेट एकत्र केली जाऊ शकत नाहीत. पूरक आकृती 3 आणि पूरक सारणी 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, उच्च एसी व्होल्टेजद्वारे चालविलेल्या एसी-डीसी पॉवर डिव्हाइसची कार्यक्षमता (ब्राइटनेस आणि पॉवर कार्यक्षमता) डीसी डिव्हाइसपेक्षा कमी आहे. आतापर्यंत असे कोणतेही एसी-डीसी पॉवर डिव्हाइस नाही जे घरगुती वीजद्वारे थेट 110 व्ही/220 व्ही, 50 हर्ट्ज/60 हर्ट्ज येथे चालविले जाऊ शकते आणि उच्च कार्यक्षमता आणि लांब आयुष्य आहे.

चेन शुमिंग आणि दक्षिणी युनिव्हर्सिटी ऑफ सायन्स अँड टेक्नॉलॉजीच्या त्यांच्या टीमने इंटरमिजिएट इलेक्ट्रोड म्हणून पारदर्शक प्रवाहकीय इंडियम झिंक ऑक्साईडचा वापर करून क्वांटम डॉट लाइट-उत्सर्जक डायोडची मालिका विकसित केली आहे. डायोड अनुक्रमे 20.09% आणि 21.15% बाह्य क्वांटम कार्यक्षमतेसह सकारात्मक आणि नकारात्मक वैकल्पिक वर्तमान चक्र अंतर्गत कार्य करू शकते. याव्यतिरिक्त, एकाधिक मालिका कनेक्ट केलेल्या डिव्हाइसला कनेक्ट करून, पॅनेल थेट घरगुती एसी पॉवरद्वारे जटिल बॅकएंड सर्किट्सची आवश्यकता नसताना चालविला जाऊ शकतो. 220 व्ही/50 हर्ट्जच्या ड्राइव्हच्या खाली, रेड प्लग आणि प्ले पॅनेलची उर्जा कार्यक्षमता 15.70 एलएम डब्ल्यू -1 आहे आणि समायोज्य चमक 25834 सीडी एम -2 पर्यंत पोहोचू शकते. विकसित प्लग आणि प्ले क्वांटम डॉट एलईडी पॅनेल आर्थिक, कॉम्पॅक्ट, कार्यक्षम आणि स्थिर सॉलिड-स्टेट लाइट स्रोत तयार करू शकते जे थेट घरगुती एसी विजेद्वारे समर्थित असू शकते.

लाइटिंगचिना डॉट कॉम वरून घेतले