साउदर्न युनिभर्सिटी अफ साइन्स एन्ड टेक्नोलोजीको अनुसन्धान टोलीले घरायसी एसी पावरका लागि प्लग एन्ड प्ले क्वान्टम डट एलईडी विकास गरेको छ।

परिचय: साउदर्न युनिभर्सिटी अफ साइन्स एण्ड टेक्नोलोजीका चेन शुमिङ र अरूले पारदर्शी प्रवाहकीय इन्डियम जिंक अक्साइडलाई मध्यवर्ती इलेक्ट्रोडको रूपमा प्रयोग गरेर एक श्रृंखला जडान गरिएको क्वान्टम डट लाइट-इमिटिङ डायोड विकास गरेका छन्। डायोडले क्रमशः 20.09% र 21.15% को बाह्य क्वान्टम दक्षताको साथ सकारात्मक र नकारात्मक वैकल्पिक वर्तमान चक्र अन्तर्गत काम गर्न सक्छ। थप रूपमा, बहु श्रृंखला जडान गरिएका यन्त्रहरू जडान गरेर, प्यानललाई जटिल ब्याकइन्ड सर्किटहरूको आवश्यकता बिना घरेलु एसी पावरद्वारा सीधै चलाउन सकिन्छ। 220 V/50 Hz को ड्राइभ अन्तर्गत, रातो प्लग र प्ले प्यानलको पावर दक्षता 15.70 lm W-1 छ, र समायोज्य चमक 25834 cd m-2 सम्म पुग्न सक्छ।

प्रकाश उत्सर्जक डायोडहरू (LEDs) तिनीहरूको उच्च दक्षता, लामो आयु, ठोस राज्य र वातावरणीय सुरक्षा फाइदाहरू, ऊर्जा दक्षता र वातावरणीय स्थिरताको लागि विश्वव्यापी माग पूरा गर्ने कारणले मुख्यधारा प्रकाश प्रविधि बनेको छ। अर्धचालक pn डायोडको रूपमा, LED ले कम-भोल्टेज प्रत्यक्ष वर्तमान (DC) स्रोतको ड्राइभ अन्तर्गत मात्र काम गर्न सक्छ। दिशाहीन र निरन्तर चार्ज इन्जेक्सनको कारणले गर्दा, चार्जहरू र जुल तताउने उपकरण भित्र जम्मा हुन्छन्, जसले LED को परिचालन स्थिरता कम गर्दछ। थप रूपमा, विश्वव्यापी बिजुली आपूर्ति मुख्यतया उच्च-भोल्टेज वैकल्पिक करन्टमा आधारित हुन्छ, र धेरै घरायसी उपकरणहरू जस्तै LED बत्तीहरूले उच्च-भोल्टेज वैकल्पिक वर्तमान प्रयोग गर्न सक्दैनन्। तसर्थ, जब LED घरायसी बिजुली द्वारा संचालित हुन्छ, उच्च-भोल्टेज AC पावरलाई कम-भोल्टेज DC पावरमा रूपान्तरण गर्न मध्यस्थको रूपमा एक अतिरिक्त AC-DC कनवर्टर आवश्यक हुन्छ। एक सामान्य AC-DC कन्भर्टरमा मुख्य भोल्टेज घटाउनको लागि ट्रान्सफर्मर र AC इनपुटलाई सुधार्नको लागि एक रेक्टिफायर सर्किट समावेश हुन्छ (चित्र 1a हेर्नुहोस्)। यद्यपि अधिकांश AC-DC कन्भर्टरहरूको रूपान्तरण दक्षता 90% भन्दा बढी पुग्न सक्छ, त्यहाँ अझै पनि रूपान्तरण प्रक्रियाको समयमा ऊर्जा हानि हुन्छ। थप रूपमा, LED को चमक समायोजन गर्न, DC पावर सप्लाई विनियमित गर्न र LED को लागि आदर्श वर्तमान प्रदान गर्न एक समर्पित ड्राइभिङ सर्किट प्रयोग गर्नुपर्छ (पूरक चित्र 1b हेर्नुहोस्)।
चालक सर्किटको विश्वसनीयताले एलईडी बत्तीहरूको स्थायित्वलाई असर गर्नेछ। तसर्थ, AC-DC कन्भर्टरहरू र DC ड्राइभरहरू प्रस्तुत गर्दा अतिरिक्त लागत मात्र लाग्दैन (कुल LED बत्ती लागतको लगभग 17% को लागी), तर यसले बिजुली खपत पनि बढाउँछ र LED बत्तीहरूको स्थायित्व घटाउँछ। तसर्थ, जटिल ब्याकइन्ड इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको आवश्यकता बिना 50 Hz/60 Hz को घरेलु 110 V/220 V भोल्टेजहरूद्वारा प्रत्यक्ष रूपमा चलाउन सकिने LED वा इलेक्ट्रोलुमिनेसेन्ट (EL) यन्त्रहरू विकास गर्नु अति वांछनीय छ।

विगत केही दशकहरूमा, धेरै AC संचालित इलेक्ट्रोल्युमिनेसेन्ट (AC-EL) उपकरणहरू प्रदर्शन गरिएका छन्। एक सामान्य AC इलेक्ट्रोनिक ब्यालास्टमा दुई इन्सुलेट तहहरू (चित्र 2a) बीचमा स्यान्डविच गरिएको फ्लोरोसेन्ट पाउडर उत्सर्जन गर्ने तह हुन्छ। इन्सुलेशन तहको प्रयोगले बाह्य चार्ज वाहकहरूको इन्जेक्सनलाई रोक्छ, त्यसैले त्यहाँ यन्त्रको माध्यमबाट कुनै प्रत्यक्ष करेन्ट प्रवाह हुँदैन। यन्त्रमा क्यापेसिटरको कार्य हुन्छ, र उच्च एसी इलेक्ट्रिक फिल्डको ड्राइभ अन्तर्गत, आन्तरिक रूपमा उत्पन्न इलेक्ट्रोनहरूले क्याप्चर पोइन्टबाट उत्सर्जन तहसम्म टनेल गर्न सक्छन्। पर्याप्त गतिज ऊर्जा प्राप्त गरिसकेपछि, इलेक्ट्रोनहरू ल्युमिनेसेन्ट केन्द्रसँग टकराउँछन्, एक्सिटोनहरू उत्पादन गर्छन् र प्रकाश उत्सर्जन गर्छन्। इलेक्ट्रोडहरू बाहिरबाट इलेक्ट्रोनहरू इन्जेक्सन गर्न असक्षमताको कारण, यी उपकरणहरूको चमक र दक्षता उल्लेखनीय रूपमा कम छ, जसले प्रकाश र प्रदर्शनको क्षेत्रमा तिनीहरूको अनुप्रयोगहरू सीमित गर्दछ।

यसको कार्यसम्पादन सुधार गर्न, मानिसहरूले एकल इन्सुलेशन तहको साथ AC इलेक्ट्रोनिक ब्यालास्टहरू डिजाइन गरेका छन् (पूरक चित्र 2b हेर्नुहोस्)। यस संरचनामा, एसी ड्राइभको सकारात्मक आधा चक्रको समयमा, चार्ज क्यारियरलाई बाह्य इलेक्ट्रोडबाट उत्सर्जन तहमा सिधै इन्जेक्ट गरिन्छ; कुशल प्रकाश उत्सर्जन आन्तरिक रूपमा उत्पन्न गरिएको अर्को प्रकारको चार्ज क्यारियरसँग पुन: संयोजन द्वारा अवलोकन गर्न सकिन्छ। यद्यपि, एसी ड्राइभको नकारात्मक आधा चक्रको समयमा, इन्जेक्टेड चार्ज वाहकहरू यन्त्रबाट रिलिज हुनेछन् र त्यसैले प्रकाश उत्सर्जन गर्दैनन्। ड्राइभिङको आधा चक्रमा मात्र प्रकाश उत्सर्जन हुन्छ भन्ने तथ्यको कारणले गर्दा, यस एसी उपकरणको दक्षता। DC यन्त्रहरू भन्दा कम छ। थप रूपमा, उपकरणहरूको क्यापेसिटन्स विशेषताहरूको कारणले गर्दा, दुबै एसी उपकरणहरूको इलेक्ट्रोलुमिनेसेन्स कार्यसम्पादन फ्रिक्वेन्सीमा निर्भर हुन्छ, र इष्टतम कार्यसम्पादन सामान्यतया धेरै किलोहर्ट्जको उच्च फ्रिक्वेन्सीहरूमा प्राप्त हुन्छ, जसले तिनीहरूलाई कम स्तरमा मानक घरेलु एसी पावरसँग उपयुक्त हुन गाह्रो बनाउँदछ। फ्रिक्वेन्सी (५० हर्ट्ज/६० हर्ट्ज)।

भर्खरै, कसैले 50 Hz/60 Hz को फ्रिक्वेन्सीमा काम गर्न सक्ने AC इलेक्ट्रोनिक उपकरण प्रस्ताव गरेको छ। यो यन्त्रमा दुई समानान्तर DC यन्त्रहरू हुन्छन् (चित्र 2c हेर्नुहोस्)। दुई यन्त्रहरूको शीर्ष इलेक्ट्रोडहरूलाई विद्युतीय रूपमा छोटो पारेर र तलको कोप्लानर इलेक्ट्रोडहरूलाई AC पावर स्रोतमा जडान गरेर, दुई यन्त्रहरू वैकल्पिक रूपमा खोल्न सकिन्छ। सर्किट परिप्रेक्ष्यबाट, यो AC-DC यन्त्र अगाडि यन्त्र र श्रृंखलामा उल्टो उपकरण जडान गरेर प्राप्त गरिन्छ। जब फर्वार्ड यन्त्र अन हुन्छ, रिभर्स यन्त्र बन्द हुन्छ, प्रतिरोधकको रूपमा कार्य गर्दै। प्रतिरोध को उपस्थिति को कारण, electroluminescence दक्षता अपेक्षाकृत कम छ। थप रूपमा, AC प्रकाश उत्सर्जन गर्ने उपकरणहरू कम भोल्टेजमा मात्र काम गर्न सक्छन् र 110 V/220 V मानक घरेलु बिजुलीसँग प्रत्यक्ष रूपमा जोड्न सकिँदैन। पूरक चित्र 3 र पूरक तालिका 1 मा देखाइए अनुसार, रिपोर्ट गरिएको AC-DC पावर उपकरणहरूको प्रदर्शन (चमक र शक्ति दक्षता) उच्च AC भोल्टेज द्वारा संचालित DC उपकरणहरूको भन्दा कम छ। अहिलेसम्म, 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz मा घरेलु बिजुलीबाट सीधै चलाउन सकिने AC-DC पावर यन्त्र छैन, र उच्च दक्षता र लामो आयु छ।

दक्षिणी विश्वविद्यालय विज्ञान र प्रविधिका चेन शुमिङ र उनको टोलीले मध्यवर्ती इलेक्ट्रोडको रूपमा पारदर्शी प्रवाहकीय इन्डियम जिंक अक्साइड प्रयोग गरेर एक श्रृंखला जडान गरिएको क्वान्टम डट प्रकाश-उत्सर्जक डायोड विकास गरेको छ। डायोडले क्रमशः 20.09% र 21.15% को बाह्य क्वान्टम दक्षताको साथ सकारात्मक र नकारात्मक वैकल्पिक वर्तमान चक्र अन्तर्गत काम गर्न सक्छ। थप रूपमा, बहु श्रृंखला जडान गरिएका उपकरणहरू जडान गरेर, प्यानललाई जटिल ब्याकइन्ड सर्किटहरूको आवश्यकता बिना नै घरेलु एसी पावरद्वारा सीधै चलाउन सकिन्छ। 220 V/50 Hz को ड्राइभ अन्तर्गत, रातो प्लग र प्ले प्यानलको शक्ति दक्षता 15.70 छ। lm W-1, र समायोज्य चमक 25834 cd m-2 सम्म पुग्न सक्छ। विकसित प्लग एन्ड प्ले क्वान्टम डट एलईडी प्यानलले किफायती, कम्प्याक्ट, कुशल, र स्थिर ठोस राज्य प्रकाश स्रोतहरू उत्पादन गर्न सक्छ जुन प्रत्यक्ष रूपमा घरको एसी बिजुलीद्वारा संचालित हुन सक्छ।

Lightingchina.com बाट लिइएको