科学家开发出LED新品节省照明能源成本超50%

导读：美国国家标准与技术研究所（NIST）科学家成功开发出纳米线UV LED，由于采用了特殊类型的外壳，其发光强度是基于更简单外壳的同类LED产生的光强度的五倍。日前，Current宣布与菲亚特克莱斯勒汽车公司（Fiat Chrysler Automobiles，简称“FCA”）展开合作，向FCA在美国的工厂供应LED解决方案，帮助其节省了超过50%的照明能源成本。

UV LED的应用领域越来越广，包括聚合物固化、水净化和医疗消毒等。Micro LED也是可视显示器的焦点。日前，NIST科学家正在试验基于纳米线的LED，用于电子和生物应用的扫描探针针尖。这款全新的、亮度更高的LED是NITS通过其在制造高质量氮化镓（GaN）纳米线领域的专业技术开发出来的。最近，研究人员一直在试验由掺硅GaN制成的纳米线核心，这种核心具有额外的电子，被由掺镁GaN制成的壳体包围，而这些壳体具有多余的缺失电子的“空穴”。当电子和空穴结合时，能量以光的形式释放，这一过程称为电致发光。NIST研究团队此前曾展示过GaN LED，这种LED产生的光，来源于注入壳层的电子与空穴的重新结合。新研发的LED在壳层中添加了少量铝，从而减少了电子溢出和光重吸收造成的损失。

Nanotechnology杂志描述了最新的研究进展，这种亮度更高的LED是由纳米线制成，具有所谓的“p-i-n”结构，这是一种可将电子和空穴注入纳米线的三层设计。向壳层添加铝有助于将电子限制在纳米线核心，进而促进电致发光的亮度提升五倍。该论文的主要作者Matt Brubaker解释道：“铝的作用是引入电流的不对称性，进而阻止电子流入壳层，虽然这样一来会降低效率，但是却可将电子和空穴限制在纳米线核心。”纳米线测试结构的长约为440nm，壳厚度约为40nm。最终的LED，包括外壳，几乎比原先大了10倍。研究人员发现，加入到制造结构中的铝量取决于纳米线的直径。

研究团队小组长Kris Bertness表示，目前至少有两家公司正在开发基于纳米线的Micro LED，NIST就与其中一家公司签署了合作研发协议，以开发掺杂剂和结构表征方法。研究人员已经与扫描探针公司就在他们的探针针头中使用NIST LED进行了初步讨论，预计NIST很快会展示相关原型LED用具。据Current称，FCA在美国的18座制造工厂采用了Current 2万个Albeo灯具，大大提高了能源效率，FCA还另外在33个经销商处安装了5000个室内和室外LED灯具。

据悉，FCA在密歇根州的斯特灵海茨装配厂（Sterling Heights Assembly Plant）占地500万平方英尺，拥有技术先进的制造设备，是全美最大的汽车工厂之一。Current为其提供防眩光透镜和电源扩展解决方案，以解决工厂范围和面积大小问题。

据报道，汽车工业很早就采用了智能环境理念，过去五年在智能基础设施上投资了45亿美元。FCA采用搭配无线控制的LED解决方案，满足了对实时能耗数据和灵活性的需求。同时，这种解决方案还提高了员工满意度、生产率、维护成本节约以及安全性等问题。Current的产业总经理鲁迪·卡尔德隆（Rudy Calderon）表示，未来，LED基础设施能够成为任务调优的数据支撑，提高员工安全性和业务生产力。