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聚焦细分市场新热点 全球UV LED发展初探
来源:绿色节能网
2017-04-04 15:54
 
2015年,全球深紫外LED器件和消毒系统解决方案商RayVio公司宣布实现深紫外LED的光功率性能记录。据介绍,美国RayVio科技公司 (RayVio Corporation) 是由Yitao Liao博士和Robert Walker博士于2012年创建的高科技公司。RayVio科技总部位于美国加州硅谷,致力于研发及商业量产化紫外LED和基于LED的应用模组与系统。RayVio通过使用独特的深紫外LED外延技术,RayVio在单芯片0.15mm2发光面积内实现直流输出深紫外波段(260至280纳米)45毫瓦光功率,创造出30W/cm2连续波光功率密度的纪录。该公司使用全新的外延方法,使其能够提供比市场现有产品更高的光功率和更低的成本。
2016年7月,RayVio公布的深紫外UVC LED杀菌解决方案的测试结果表明,RayVio深紫外UVC LED比目前最常见的杀菌产品能够更快、更有效地杀灭医院和家庭环境中的细菌,可进一步消除公众和家庭环境下的相互传染风险。一颗RayVio深紫外UVC LED能够在60秒内杀灭99.9999%的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、李斯特菌和沙门氏菌的细菌样本,而利用多颗深紫外UVCLED就能够更快地杀灭细菌或杀灭更多细菌样本。据悉,利用RayVio深紫外UVC LED的285纳米发射波长,研究人员以10毫米的距离照射细菌样本,按照介于5秒和80秒之间的时间间隔来测量细菌数量的变化。5秒时,99.99%的细菌被杀死。60秒时,99.9999%的细菌被杀死。
RayVio的深紫外UVC LED技术在所有同类深紫外LED中具有每平方毫米最高的杀菌效力,除了小巧,还能够快速的与其他应用产品结合,如消毒导尿管、医生的手机和医院的门把手等高感染风险区域。相关研究结果表明,与目前的消毒解决方案相比,深紫外UVC LED照射能够更快、更彻底地高效杀灭细菌。医院常常使用化学消毒剂,需要几分钟才能有效地杀灭细菌,如MRSA和沙门氏菌。常见的酒精洗手液需要一分钟或更长时间才能完全生效,但效能只能达到99.99%。更长的曝露时间增加了人为误差以及无法全面消毒的风险。尽管传统水银灯产生的深紫外光源能够消毒,但它们体积过大、易损坏并且含有限制使用的有害物质水银。
同年11月,RayVio推出了一款便携式婴儿用品消毒器,据称,这款名叫Ellie的产品小巧轻便又功能强大,能在60秒内杀死99.9%的有害细菌,从奶瓶到奶嘴,从磨牙环到小玩具,都能快速消除表面细菌,且只有0.9公斤,每次充电能使用一周,可以成为一个携带式的消毒柜。据介绍,Ellie是全球首款采用TRUVIOLET深紫外技术的C端婴儿用品消毒器,它采用了RayVio最新LED数字化芯片,这也是RayVio推出的第一款消费场景产品。LED芯片能发射出深紫外(UVC)波长的光线,在任何环境下进行既快捷又不产生任何化学物质的杀菌。由于深紫外LED芯片本身就对消毒最拿手,RayVio首款产品选择婴儿用品便携式消毒器也就顺理成章了。此外,RayVio还有意与医疗卫生健康领域的各厂商牵手,推出能消毒的水杯、净水器等更多深紫外线LED民用产品,形成一个真正的产业生态。
美国康乃尔大学
2017年初,美国康乃尔大学的研究团队研发出一种体积小且更环保的深紫外线LED光源,并创下目前业界deep-UV LED最低波长的纪录。据悉, UV-C紫外光波长仅200到280奈米、能量高,可以穿透病毒、细菌、真菌和尘螨的薄膜,攻击DNA并歼灭这些有害的有机体。研究人员采用原子级控制界面的氮化镓(GaN)与氮化铝(AlN)单层薄膜为反应作用区域,成功发射出波长介于232到270奈米的深紫外LED。这种232奈米的深紫外线,打破了由日本团队创下的239奈米纪录。
目前紫外线LED最大瓶颈就是发光效率,这可以由三个方面来衡量,分别为注入效率、内量子效率(IQE)、 出光效率。如三个方面的效率都达到50%,相乘起来只有八分之一,等于发光效率已降到12%。在深紫外线波段,这三方面的效率都很低,但研究团队发现,利用氮化镓取代传统的铝氮化镓,可以提高内量子效率和出光效率。为了提高注入效率,研究团队采用之前开发出的技术,在正极(电子)和负极(电洞)载体区域,采用极化感应掺杂法来实现。深紫外光的应用领域包含食物保鲜、假钞辨别、光触媒、水的净化杀菌等。在成功提升深紫外LED的发光效率后,研究团队下一步会将光源整合到装置内,朝上市的目标迈进。
欧司朗
此外,有消息指欧司朗在UV LED领域制定了将不可见光光电产品组合扩展到UV-C波长范围的战略,并于2017年的2月15日,与AlN单晶基板供应商HexaTech公司签署两项战略协议。这些协议包括长期供应协议和若干HexaTech的知识产权(IP)许可,其中,前者涉及作为HexaTech公司2英寸(直径)基板开发项目的直接支持的氮化铝(AlN)基板。据报道,此举有助于欧司朗加速其基于HexaTech材料的UV-CLED器件开发,从而使其成为主要的高性能光电技术提供商,提供从深紫外波长到红外波长的各种产品。
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信息来源:绿色节能网 责任编辑:bianji1
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