नई प्रक्रिया हाईपावर लाइटिंग के लिए YAG Ce ग्लास को बढ़ावा देती है

जब उच्च-शक्ति एलईडी चिप्स चरम प्रदर्शन पर काम करते हैं, तो वे महत्वपूर्ण गर्मी उत्पन्न करते हैं, जिससे अक्सर पारंपरिक फॉस्फोर एनकैप्सुलेशन सामग्री पीली हो जाती है और अपर्याप्त थर्मल स्थिरता के कारण दक्षता कम हो जाती है। उच्च-शक्ति प्रकाश अनुप्रयोगों जैसे लेजर लाइटिंग और ऑटोमोटिव हेडलाइट्स में उच्च चमकदार दक्षता और लंबे जीवनकाल के बीच नाजुक संतुलन हासिल करना सामग्री विज्ञान चुनौती और पैकेजिंग प्रौद्योगिकी दुविधा दोनों प्रस्तुत करता है।

पारंपरिक फॉस्फोर एनकैप्सुलेशन सामग्री को उच्च-शक्ति प्रकाश परिदृश्यों में गंभीर प्रदर्शन में गिरावट का सामना करना पड़ता है। जबकि पारंपरिक उच्च तापमान सिंटरिंग से फॉस्फोर-इन-ग्लास (पीआईजी) सामग्री का उत्पादन किया जा सकता है, अत्यधिक गर्मी अक्सर फॉस्फोर की क्रिस्टल संरचना को नुकसान पहुंचाती है। इसके अतिरिक्त, मैट्रिक्स और फॉस्फोर के बीच इंटरफेशियल प्रतिक्रियाएं हानिकारक परतें बनाती हैं, जिससे चमकदार दक्षता काफी कम हो जाती है।

इसके विपरीत, उभरती कम तापमान वाली सरगर्मी प्रक्रियाएं फॉस्फर की क्रिस्टल अखंडता को संरक्षित करते हुए प्रसंस्करण तापमान को कम करने के लिए ग्लास मैट्रिक्स फॉर्मूलेशन को अनुकूलित करती हैं। यह नवाचार थर्मल स्थिरता के मुद्दों को संबोधित करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।

अध्ययन में एक अनुकूलित ग्लास नेटवर्क बनाने के लिए घटक अनुपात (40:6:25:15:10:4) पर सटीक नियंत्रण के साथ ग्लास मैट्रिक्स के रूप में एक SiO2-P2O5-Al2O3-Na2O-K2O-BaO प्रणाली को नियोजित किया गया:

• प्रदर्शन में वृद्धि:Na+ और K+ ने कांच के पिघलने बिंदु को प्रभावी ढंग से कम कर दिया, जबकि Ba2+ ने यांत्रिक शक्ति में उल्लेखनीय सुधार किया। P5+ और Al3+ ने एक सघन, अधिक स्थिर ग्लास नेटवर्क संरचना बनाई।
• प्रक्रिया नवाचार:शोधकर्ताओं ने ग्लास मैट्रिक्स में YAG:Ce फॉस्फोरस को समान रूप से फैलाने के लिए पारंपरिक उच्च तापमान सह-सिंटरिंग को कम तापमान वाली सरगर्मी तकनीक से बदल दिया। 750°C पर प्रसंस्करण से फॉस्फोर क्रिस्टल जाली को होने वाली क्षति कम हो गई।

PiG (सरगर्मी विधि) और S-PiG (पारंपरिक सिंटरिंग) नमूनों के बीच एक व्यापक तुलना से पता चला:

• क्वांटम दक्षता (आईक्यूई):PiG नमूनों ने 88.03% आंतरिक क्वांटम दक्षता हासिल की - जो मूल फॉस्फोर के 93.72% के करीब है - और पारंपरिक S-PiG (84.97%) से काफी बेहतर प्रदर्शन किया।
• तापीय स्थिरता:423K पर, PiG ने S-PiG की 90.3% की तुलना में प्रारंभिक ल्यूमिनसेंस तीव्रता का 92.6% बनाए रखा।
• फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण:4.26 डब्लू/एमएम² नीले लेजर उत्तेजना के तहत, पीआईजी ने 222.41 एलएम/डब्ल्यू चमकदार दक्षता का प्रदर्शन किया। उच्च धारा (1000 एमए) पर भी, इसने असाधारण थर्मल प्रतिरोध का प्रदर्शन करते हुए 73.2% प्रारंभिक दक्षता बरकरार रखी।
• सूक्ष्म संरचना:एचआरटीईएम इमेजिंग ने पीआईजी नमूनों में स्पष्ट फॉस्फोर-ग्लास इंटरफेस की पुष्टि की, बरकरार क्रिस्टल लैटिस (0.31 एनएम रिक्ति) के साथ, इंटरफ़ेस जंग को रोकने में सरगर्मी विधि की श्रेष्ठता साबित की।

यह शोध अनुकूलित ग्लास मैट्रिक्स संरचना और कम तापमान प्रसंस्करण के माध्यम से उच्च-शक्ति एलईडी पैकेजिंग में थर्मल स्थिरता और चमकदार दक्षता के बीच लंबे समय से चले आ रहे संघर्ष को सफलतापूर्वक हल करता है। नवोन्मेषी सरगर्मी विधि न केवल उत्पादन लागत को कम करती है, बल्कि चरम परिस्थितियों में सामग्री की विश्वसनीयता भी बढ़ाती है, जिससे अगली पीढ़ी के उच्च-शक्ति वाले सफेद प्रकाश उपकरणों को व्यावसायिक रूप से अपनाने का मार्ग प्रशस्त होता है।