Nieuwe ontwikkelingen in LED-lichtmaterialen
In woningen, werkplekken en openbare ruimtes heeft LED-verlichting de afgelopen jaren steeds meer de conventionele gloeilampen en TL-buizen vervangen. Light-emitting diodes, of LED’s, zijn duurzamer, produceren minder warmte en verbruiken minder energie dan conventionele verlichting. Er kunnen echter milieueffecten optreden als gevolg van de productie en verwijdering ervan. Om LED-technologie te verbeteren en duurzamer te maken, zijn producenten en academici voortdurend op zoek naar nieuwe materialen en methoden.
Grafeen is een op koolstof gebaseerde stof die zeer dun, sterk en flexibel is, waardoor het een van de meest veelbelovende materialen voor LED's is. Vanwege zijn superieure optische en elektrische geleidbaarheid is grafeen een goede keuze voor opto-elektronische apparaten zoals LED's. Indiumtinoxide (ITO), dat kostbaar en kwetsbaar is, kan in LED-toepassingen worden vervangen door grafeen als transparante elektrode, zoals onderzoekers eerder hebben aangetoond. Hogere efficiëntie en lagere kosten voor de productie van LED's kunnen het gevolg zijn van op grafeen gebaseerde elektroden.
Perovskiet is een andere stof die veelbelovend is voor de vooruitgang van de LED-technologie. Een minerale verbinding genaamd perovskiet heeft een speciale kristallijne structuur waardoor het zonlicht kan absorberen en in elektrische energie kan omzetten. Onderzoekers beginnen te kijken naar het gebruik van op perovskiet gebaseerde zonnecellen in LED's vanwege hun uitstekende efficiëntie. Een groep onderzoekers van de Universiteit van Cambridge ontdekte in 2018 dat perovskiet-nanodeeltjes de kleur en helderheid van de LED's zouden kunnen verbeteren. Ze ontdekten dat overtollig blauw licht door de perovskietdeeltjes kon worden geabsorbeerd en opnieuw kon worden uitgezonden als rood of groen licht, waardoor levendigere en zuiverdere tinten ontstonden. Een nog grotere efficiëntie en kleurgetrouwheid zou het gevolg kunnen zijn van het gebruik van perovskiet als fosforlaag in LED's.
Organische materialen, ook bekend als OLED's (organische lichtemitterende diodes), zijn een andere klasse materialen die het potentieel hebben om LED-verlichting volledig te transformeren. Wanneer er elektrische stroom wordt geleverd, produceren op koolstof gebaseerde chemicaliën die worden gebruikt om OLED's te maken licht. Hoewel OLED's momenteel worden gebruikt in kleine schermen zoals die van smartphones, overwegen onderzoekers ze te gebruiken in grotere verlichtingstoepassingen. Vergeleken met conventionele LED's bieden OLED's een aantal voordelen, waaronder het vermogen om licht in alle richtingen te produceren, waardoor een consistentere gloed ontstaat. Ze zijn perfect voor architecturale verlichtingsontwerpen, omdat ze flexibel en doorschijnend zijn.
De beperkte levensduur van organische materialen, die snel kunnen verslechteren en geleidelijk hun helderheid kunnen verliezen, is een van de problemen met OLED-technologie. Aan de andere kant creëren wetenschappers nieuwe chemische stoffen die duurzamer en stabieler zijn. Een nieuw soort OLED-materiaal dat tot vier keer langer meegaat dan traditionele OLED's, werd in 2020 gecreëerd door onderzoekers van de Universiteit van Michigan. Om een solide, kristallijne structuur te creëren, combineert het nieuwe materiaal metaalionen met organische liganden. Deze nieuwe familie van materialen kan resulteren in OLED's die robuuster en effectiever zijn, evenals nieuwe mogelijkheden voor architectonisch en lichtontwerp.
Quantum dots, kleine halfgeleiderdeeltjes die licht in verschillende tinten kunnen produceren, zijn een ander nieuw materiaal voor LED-verlichting. Vergeleken met conventionele fosforen bieden kwantumdots een grotere verscheidenheid aan kleuren en superieure kleurgetrouwheid wanneer ze worden gebruikt als fosformateriaal in LED-verlichting. De effectiviteit van witte LED-verlichting kan worden vergroot door kwantumstippen zo af te stemmen dat ze alleen licht in de blauwe spectrale band produceren. Quantum dots worden ook onderzocht voor gebruik in slimme verlichtingssystemen, die mogelijk hun helderheid en kleurtemperatuur kunnen aanpassen aan verschillende instellingen en stemmingen.
Nanokristallen, die kunnen worden gebruikt om de eigenschappen van licht te controleren, en micro- en nanodeeltjes, die de lichtverspreiding kunnen verbeteren en schittering kunnen verminderen, zijn andere materialen die in de toekomst mogelijk een invloed zullen hebben op LED-verlichting. Deze nieuwe materialen openen nieuwe ontwerp-, efficiëntie- en duurzaamheidsopties voor LED-verlichting.
Samenvattend: LED-verlichting heeft de afgelopen jaren aanzienlijke vooruitgang geboekt en heeft conventionele verlichting in verschillende toepassingen verdrongen. We moeten echter blijven zoeken naar nieuwe materialen en technologieën om LED-verlichting te verbeteren, zowel om financiële als om milieuredenen, terwijl we werken aan een duurzamere toekomst. Gelukkig zijn wetenschappers en producenten al bezig met het creëren en evalueren van nieuwe materialen zoals grafeen, perovskiet, OLED's, kwantumdots en nanokristallen, die in de toekomst de LED-verlichting zullen blijven beïnvloeden.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-sensor-light-bulb/smart-sensor-led-light-bulb.html
