量子探索带来超高效的灯光

 作者:贲白紊     |      日期:2017-05-01 16:36:23
作者:Tom Simonite研究人员开发出一种比传统灯泡长20倍,能量效率高75%的灯该灯基于有机发光二极管(OLED),其使用光子发射化合物的新型组合将比现有版本更多的能量转换成光它由新泽西州普林斯顿大学的Stephen Forrest和美国南加州大学的同事创建专家表示,OLED可以很容易地印刷在不同的表面上,因此可以用于以全新和更节能的方式照亮建筑物和家庭约翰·德梅洛在英国伦敦帝国理工学院从事OLED工作,并没有参与这项工作,对这项新工作印象深刻 “这种方法的优点在于它以接近最佳的方式收获能量,”他说 De Mello补充说,OLED可以使新的照明方法成为可能 “这些材料的工业兴趣源于它们易于加工,”他说 “它们可以以相对低的成本沉积在大面积上”OLED使用由有机化合物制成的一层半导体材料产生光使电流通过该层会提高其内部电子的能量水平,并且当这些电子返回其先前的能量时,它们释放光子通过添加“掺杂剂”材料以改变发射光子的波长,可以使组件产生不同颜色的光可以组合产生红色,绿色和蓝色光的正确混合的掺杂剂,以将材料微调到特定颜色磷光分子通常用作OLED中的掺杂剂材料,因为它们以稳定的速率释放光子并且可以容易地微调但是这些分子只能转换有限数量的光子,而一些磷光材料也会迅速磨损 Forrest及其同事开发的OLED可以避免这些问题,利用所有光子进行抓取,并且只使用持久耐用的磷光化合物他们确定OLED以两种量子自旋态之一产生光子 - 称为“三重态”和“单态” - 并且大多数OLED中使用的磷光材料只能传输三重态,其占所有光子的75%所以Forrest的团队用荧光分子和磷光分子掺杂OLED荧光分子通过稍微不同的过程转换光子,并且可以有效地传输单峰由于荧光材料产生蓝色波长的光子,研究人员重新调整其余的掺杂剂材料,以产生白光所需的波长 “使用这种荧光和磷光的组合意味着没有浪费,”福雷斯特说 Forrest团队开发的OLED具有比现有产品更长的使用寿命,因为它们只使用更持久的磷光化合物“这种第一种型号的使用寿命大约为20,000小时,”Forrest说相比之下,常规灯泡 - 在美国供应约40%的照明 - 通常只能持续约1000小时,而紧凑型荧光灯可持续约10,000小时基于新OLED的照明也应该比传统灯泡更有效 - 它们每瓦能量发出约25流明,