输出功率高10倍,UV-C LED实现快速替代?
10月17日,日本理化学研究所(RIKEN)的三位物理学家设计了一种高效的深紫外LED,这种LED能够实现对微生物和病毒的消杀,但同时对人类是安全的。
传统的对人体无害的紫外LED灯由铝、镓和氮制成,通过增加铝的含量,使LED在对人体无害的波段进行工作,但是这样做降低了LED的输出功率,使LED的杀菌能力大大减弱。为了解决这个问题,Masafumi Jo、Yuri Itokazu和Hideki Hirayama三位研究人员设计了一种多层LED,其输出功率是传统LED的10倍。
Masafumi Jo
他们将这些层夹在一起,用不同比例的铝填充多层,并在一些层中添加了少量的硅或镁,这有效地为电子的移动路径创造了一个障碍路线,阻碍了材料的运动,从而有效地将其捕获,增加了发光量。这种设计最大的难度在于精确控制每一层的厚度,如果厚度能够控制得好,这款LED的输出功率还会有更大的提升空间。
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但是,深紫外LED距离实现大规模商用的目标还有一定的距离,因为深紫外LED不仅要解决安全问题,还要解决成本的问题。某研究机构曾经对比UV-C LED和UV-C灯具的价格,画出了两者之间性价比系数图:
该系数表明UV-C LED光源比UV-C灯具贵多少倍,单位为欧元/瓦。目前,该系数为100,但是图表显示UV-C LED的性价比将在未来显着提升,并且越来越接近传统灯具的的成本。很多人认为,只有UV-C LED达到传统低压汞灯相同的性价比水平,才能够在消毒市场当中占据竞争优势。但是该研究机构表示,这种观点不一定正确。
从其他LED光源代替传统光源的案例来看,判断LED光源是否形成替代的判断标准并非只有性价比,而是要结合整个系统来看。在LED系统中,能源成本占比较小,而UV-C光源成本占比较大。所以对于集光率有限的系统而言,高辐射或点光源特性优势明显。
随着技术的进步,UV-C LED将会越来越多地出现在各个应用场景当中,到2025年,传统UV-C照明器件市场将由UV-C LED占据。
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