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新型深紫外线LED技术

虽然深紫外LED灯珠在太阳光中能量占比仅5%,但在人类生活中应用广泛。目前,紫外光广泛应用于水净化、光固化和杀菌消毒等领域。传统的紫外光源一般是采用銾蒸气放电的激发态来产生紫外线,有着发热量大、功耗高、反应慢、寿命短和安全隐患等诸多缺陷。而新型的深紫外光源则采用发光二极管(LED)发光原理,相对于传统的銾灯拥有诸多的优点。其中,重要的优势在于其不含有毒銾元素。预示2020年将全方面禁止含有銾元素紫外灯的使用。因此,佛山UV灯珠,开发出一种全新的环保、高能紫外光源,成为了摆在人们面前的一项重要挑战。

由此,基于宽禁带半导体材料(氮化家、氮化家铝)的深紫外发光二极管(UV LED)成为这一新应用的。这一全固态光源体系校率高、体积小、寿命长,而且不过是拇指盖大小的芯片,UV灯珠厂家,就能发出比銾灯还要强的紫外光。这里面的奥秘主要取决于III族氮化物这种直接带隙半导体材料:导带上的电子与价带上的空穴复合时,产生光子。光子的能量则取决于材料的禁带宽度,所以科学家们可以通过调节氮化家铝(AlGaN)这种三元化合物中的元素组分来实现不同波长的发光。但是,要想实现UV LED的发光并不总是那么简单的事情。科学家们发现当电子和空穴复合时,并不总是一定产生光子,这一校率被称之为内量i子校率(IQE)。

UVCLED的封装形式

目前,UVC LED封装有三种形式:有机封装,半无机封装(也称“近无机封装”)以及全无机封装。

有机封装采用硅胶、硅树脂或者环氧树脂等有机材料,主要包括Lamp、SMD、陶瓷Molding等产品,整体技术比较成熟,但抗紫外性能还需要进一步提高。

半无机封装(也称“近无机封装”)采用有机硅材料搭配玻璃等无机材料。全无机封装则全程避开使用有机材料,通过激光焊、波峰焊、电阻焊等方式来实现透镜和基板的结合,完全减少有机材料带来的光衰问题以及湿热应力导致的失效问题,能准确有效提高UVC LED器件的稳定性和可靠性。

目前半无机封装产品仍是主流,主要由带杯陶瓷支架和石英玻璃构成,通过在带杯陶瓷基板边缘区域涂覆抗紫外胶水来实现透镜的放置。具体来讲,即在杯顶或台阶处进行点胶,再盖上石英玻璃进行固化粘结。

从深紫外LED灯珠产业的层层突破,把产品的性能、可靠性等持续提升,逐步满足各种应用的需求,解决产业发展的技术瓶颈,在LED行业高速发展下,除了国外的,UV灯珠批发,国内也涌现出越来越多的品牌。国内照明行业竞争日趋激烈。规模大点的企业由自己的工程部门对LED灯珠进行测试,然而小型企业,甚至一些小作坊都无法进行一个专门系统的测试,UV灯珠定制,只要能达到一个基本的亮度值就可以使用。用品质差的LED灯珠制造的产品,在亮度、色温、光衰、寿命等都达不到标准,影响照明质量和使用寿命。

深紫外是紫外波段中波长短、能量高的一个波段,具有直接杀菌消毒的能力,主要应用在水和空气的净化、杀菌消毒以及生物探测等方面。

我们要知道的是,深紫外LED如果实现对銾灯的替代,就意味着在未来十年,深紫外产业将会发展成为一个像LED照明一样的新万亿产业。

新型冠状病毒肺i炎疫情发生以来,深紫外LED产品作为一种有效的消毒防护手段,从“幕后”走向“台前”,新的应用场景不断涌现,产业成长步伐悄然加快。

深紫外LED可以广泛应用于杀毒、消菌、印刷和通信等领域,国际水俣公约的提出,促使深紫外LED的全方面应用更是迫在眉睫,但是商业化深紫外LED不到10%的外量i子效率严重限制了深紫外LED的应用。

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