Ako najekologickejšia a najefektívnejšia voľba osvetlenia na súčasnom trhu, LED svetlá (light-emitting diode) sú čoraz obľúbenejšie. Elektroluminiscencia, mechanizmus, ktorým akýkoľvek materiál vyžaruje svetlo, keď ním preteká elektrický prúd, je spôsob, akým tento druh osvetlenia generuje svetlo. Špičkové materiály a technológie používané pri výrobe LED svetiel im dodávajú ich účinnosť a dlhú životnosť. Materiály použité na vytvorenie LED svetiel budú diskutované v tomto článku, spolu s tým, ako pridávajú k mnohým výhodám, ktoré majú LED diódy oproti konvenčným riešeniam osvetlenia.
Polovodiče
Myšlienka polovodiča a jeho vzťah k elektrickému prúdu je základom LED svetiel. Polovodič, látka, ktorá môže za určitých podmienok viesť elektrický prúd, slúži ako základný materiál pre LED. Kremík je najpoužívanejším typom polovodičov v LED svetlách kvôli jeho elektrickému správaniu, ktoré je predvídateľné a kontrolované. Elektróny polovodiča a kladné diery sa spájajú a vytvárajú stabilný stav, keď je dodávané dopredné napätie. V dôsledku toho sa uvoľňujú fotóny, svetlo, ktoré LED dióda vyžaruje.
Materiály na doping
Doping je proces pridávania prvkov do čistého kremíka, aby sa vytvoril polovodič, ktorý bude vyžarovať svetlo. Doping je technika zmeny elektrického správania čistého kremíka zavedením nečistôt. Dva typy nečistôt, ktoré sa zvyčajne zavádzajú do čistej kremíkovej bázy, sú typu P a typu N.
V dopingových materiáloch typu P je prebytok kladného náboja a v dopingových materiáloch typu N je prebytok záporného náboja. Tieto dopingové látky pomáhajú pri premene polovodiča na hlavnú zložku LED diódy. Technika extrakcie dopingu je nevyhnutná pre výrobu LED diód. Aby bola LED efektívna a mala dlhú životnosť, musí byť pomer dopingového materiálu presne dokonalý.
Nitrid gália
Ďalšou látkou, ktorá sa často používa pri výrobe LED svetiel, je nitrid gália. Vzhľadom na vysokú teplotu topenia je možné tento materiál použiť pri vysokých teplotách. LED diódy môžu produkovať jasnejšie svetlo efektívnejšie ako konvenčné svetelné zdroje, pretože túto vlastnosť má nitrid gália.
Vďaka svojim výhodným vlastnostiam sa nitrid gália často používa ako náhrada kremíka pri výrobe LED diód. Kvôli jedinečnosti fotónov, ktoré sa uvoľňujú, sú LED diódy schopné generovať rôzne farebné svetlá. Farba generovaného svetla je určená vlnovou dĺžkou týchto fotónov, ktoré sú zvyčajne medzi 400 a 800 nm. Toto je jeden z faktorov, ktoré prispievajú k rozmanitosti farieb dostupných v LED svetlách.
Fosfory
S cieľom poskytnúť vhodný odtieň vyžarovaného svetla sú fosfory nevyhnutnou súčasťou výrobného procesu LED. Fosfor je druh látky, ktorá produkuje zreteľnú vlnovú dĺžku viditeľného svetla, pričom absorbuje určitú vlnovú dĺžku svetla, často modrého alebo ultrafialového. LED diódy sú schopné produkovať širokú škálu farieb kombináciou niekoľkých druhov fosforu s polovodičovým materiálom.
Konverzia fosforu je technika, pri ktorej sa pridávajú fosfory LED, aby pomohli vytvoriť biele svetlo. Pri tomto postupe je modrá LED ošetrená žltým fosforom. Modré svetlo z LED je po prechode cez fosfor absorbované a reemitované ako žlté svetlo. Väčšina LED svetiel môže vyžarovať biele svetlo, pretože modré a žlté svetlo sa spája a vytvára biele svetlo. Z tohto dôvodu je LED osvetlenie flexibilnou voľbou, ktorú možno použiť v mnohých nastaveniach na vytváranie rôznych efektov.
Materiály pre substráty
Ďalšou dôležitou súčasťou LED svietidiel je materiál substrátu. Základ, na ktorom sa vyrábajú polovodičové prvky, ako je nitrid gália, je známy ako vrstva substrátu. Ako podkladový materiál sa často používa karbid kremíka alebo oxid hlinitý, ktoré majú dobrú tepelnú vodivosť a znesú aplikácie pri vysokých teplotách.
Materiál substrátu je nevyhnutný pre schopnosť LED regulovať svoju teplotu. Tým, že odstraňuje teplo z polovodičových komponentov LED, napomáha procesu chladenia. To má významný vplyv na to, ako dlho LED svetlo vydrží. Životnosť LED svetla sa môže predĺžiť prevádzkou pri ideálnej teplote, ktorá si vyžaduje starostlivo kontrolované tepelné prostredie.
V súhrne
V porovnaní s bežnými žiarovkami a žiarivkami vydržia LED svetlá dlhšie, vytvárajú jasnejšie svetlo a spotrebujú menej elektriny. Materiály použité pri výrobe LED technológie sú zodpovedné za pozoruhodný výkon LED svetiel. Nitrid gália, fosfor, polovodičové materiály, dopingové materiály a substrátové materiály sú dôležité pri výrobe efektívneho a odolného svetla. LED osvetlenie sa rýchlo dostáva do popredia na dnešnom trhu v dôsledku rastúceho dopytu po ekologicky šetrných a energeticky účinných možnostiach osvetlenia. Mnohé výhody LED svetiel sú spôsobené použitými materiálmi, čo z nich robí skvelú voľbu pre rôzne svetelné aplikácie.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/dc-led-lighting/led-t8-tube-light-flicker-free-20w.html
