Quy trình mới tăng cường kính YAG Ce cho chiếu sáng công suất cao

Khi các chip LED công suất cao hoạt động ở hiệu suất cao nhất, chúng tạo ra nhiệt đáng kể,thường gây ra các vật liệu đóng gói phốt pho truyền thống màu vàng và mất hiệu quả do ổn định nhiệt không đủ. Achieving the delicate balance between high luminous efficiency and long lifespan in high-power lighting applications—such as laser lighting and automotive headlights—presents both a materials science challenge and a packaging technology dilemma.

Các vật liệu bao bọc phốt pho truyền thống phải đối mặt với sự suy giảm hiệu suất nghiêm trọng trong các kịch bản chiếu sáng công suất cao.Trong khi nghiền nhiệt độ cao thông thường có thể tạo ra các vật liệu phosphor trong thủy tinh (PiG)Ngoài ra, các phản ứng giao diện giữa ma trận và phốt pho tạo ra các lớp có hại, làm giảm đáng kể hiệu quả ánh sáng.

Ngược lại, các quy trình xáo trộn nhiệt độ thấp đang nổi lên tối ưu hóa các công thức ma trận thủy tinh để hạ nhiệt độ chế biến trong khi vẫn bảo vệ tính toàn vẹn tinh thể của phosphor.Sự đổi mới này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề ổn định nhiệt.

Nghiên cứu sử dụng một hệ thống SiO2-P2O5-Al2O3-Na2O-K2O-BaO như ma trận thủy tinh, với kiểm soát chính xác về tỷ lệ thành phần (40:6:25:15:10:4) để tạo ra một mạng lưới kính tối ưu:

• Cải thiện hiệu suất:Na + và K + giảm hiệu quả điểm nóng chảy của thủy tinh, trong khi Ba 2 + cải thiện đáng kể độ bền cơ học.
• Đổi mới quy trình:Các nhà nghiên cứu đã thay thế co-sintering nhiệt độ cao truyền thống bằng công nghệ xáo trộn nhiệt độ thấp để phân tán đồng đều các phosphors YAG: Ce trong ma trận thủy tinh.Xử lý ở nhiệt độ 750 °C giảm thiểu thiệt hại cho lưới tinh thể phosphor.

Một so sánh toàn diện giữa các mẫu PiG (phương pháp xáo trộn) và S-PiG (đóng hợp truyền thống) cho thấy:

• Hiệu quả lượng tử (IQE):Các mẫu PiG đạt được hiệu suất lượng tử nội bộ 88,03% gần 93,72% của phosphor ban đầu và vượt trội đáng kể so với S-PiG truyền thống (84,97%).
• Thân ổn nhiệt:Ở 423K, PiG duy trì 92,6% cường độ phát sáng ban đầu so với 90,3% của S-PiG.
• Chuyển đổi quang điện:Dưới độ kích thích laser xanh 4,26 W / mm2, PiG đã chứng minh hiệu suất ánh sáng 222,41 lm / W. Ngay cả ở dòng điện cao (1000 mA), nó vẫn giữ hiệu suất ban đầu 73,2%.thể hiện khả năng chống nhiệt đặc biệt.
• Cấu trúc vi mô:Hình ảnh HRTEM xác nhận các giao diện phốt pho-thanh rõ ràng trong các mẫu PiG, với lưới tinh thể nguyên vẹn (0,31 nm cách nhau), chứng minh tính ưu việt của phương pháp khuấy trong việc ngăn ngừa ăn mòn giao diện.

This research successfully resolves the longstanding conflict between thermal stability and luminous efficiency in high-power LED packaging through optimized glass matrix composition and low-temperature processingPhương pháp trộn sáng tạo không chỉ làm giảm chi phí sản xuất mà còn tăng độ tin cậy vật liệu trong điều kiện cực đoan,mở đường cho việc áp dụng thương mại trong các thiết bị chiếu sáng màu trắng công suất cao thế hệ tiếp theo.