英國研究者首創量子點 LED 智慧照明系統,精準再現日光

日期:2022-12-23 17:58:19

據外媒報導,英國劍橋大學的研究者結合印刷奈米技術、色彩科學和先進計算方法成功開發了一款LED智慧照明系統,該系統採用多種顏色,目的是更精準地模擬白光。

據悉,研究團隊利用量子點技術,發現使用典型LED中所用三原光色以外的更多顏色,能夠透過寬顏色可控性及高演色性性能更加精準地再現日光。

在研究過程中,研究者開發了一種結合系統級色彩優化、器件級光電模擬和材料級參數提取的量子點LED架構。同時,基於機器學習中用於神經網絡的色彩優化演算法、以及電荷輸運和光發射建模的新方法製造了一個計算設計框架。

值得注意的是,研究者選用特定尺寸(直徑3-30nm)的量子點,克服了LED的一些實際限制,進而獲得驗證團隊的預測所需的發射波長。

本次開發的量子點LED白光照明結構可延展至大面積照明表面,因為該結構是由採用硒化鎘(CdSe)量子點的轉移印刷製程(用於紅光、綠光、青光、藍光)製成,而這些都是由單一共同控制電壓驅動,以實現全色溫範圍。

在此基礎上,研究團隊通過創建基於白光的量子點LED器件新結構,驗證了設計的可行性,測試結果展示了出色的色彩演色性、比現有技術更寬的工作範圍以及更廣泛的白光燈罩定制光譜。

據介紹,現有LED智慧燈具的色溫大概是2200K─6500K,相比之下,這款LED智慧照明系統顯示出2243K(微紅)─9207K(正午陽光)的相關色溫範圍。此外,這款量子點LED系統的顯色指數為97,而現有智慧燈泡的顯色指數範圍為80-91,參數明顯更高。

本次研究的共同負責人──劍橋大學工程學院的Jong Min Kim教授表示,這是全球首次開發出完全優化、高性能的量子點智慧白光照明系統,這是充分利用量子點智慧白光照明的首個里程碑。

研究團隊的另一位共同負責人Gehan Amaratunga教授表示,研究團隊的目標是能夠透過單一光線中動態變化的色譜,更好地再現日光,而他們透過基於量子點技術的新方法成功實現了這一目標。他認為,這項研究為創造各種新型人性化照明環境開闢了道路。

智慧化、個性化、場景化已逐漸成為智慧照明產品的標籤,也是目前智慧照明相關廠商開發產品的主要方向。雖然,目前智慧照明技術尚未完全成熟,市場推廣效果也不達預期,但隨著技術研究不斷取得突破,市場標準的逐步建立以及廠商的大力推動,智慧照明仍可期。

根據TrendForce集邦諮詢最新市場研究報告《2022全球LED照明市場分析(1H22)》指出,照明產業愈加註重產品的光品質(如高演色性、R9值和色容差)和人因健康照明,且隨著LED照明產品逐步向數位化智慧調光調色的燈具邁進,LED智慧滲透率持續提升,在新的技術應用和潛在需求下,重新賦予照明市場成長,TrendForce集邦諮詢預估2022年全球LED照明市場規模達721.0億美元(+11.7%YoY),2026年將穩定成長至934.7億美元。

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