江风益团队黄光LED芯片取得突破,电光转换效率远高国外

  1月22日下午,沐浴着冬日的暖阳,记者走进在南昌高新区落成启用的南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心新大楼。在这里,由江风益教授领衔的团队自主研发的硅衬底黄光LED芯片实现突破,跃居世界领先水平,使我国LED行业处于世界领跑地位。


  


南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心新大楼


  


南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心研发的黄光LED等多种LED产品


  在南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心实验室里,由江风益教授牵头研究的“硅衬底蓝色发光二极管”项目,获得2015年度国家技术发明奖一等奖。


  “我国发展必须依靠创新。掌握核心技术的过程很艰难,但这条道路必须走。”2016年2月3日,习近平在视察国家硅基LED工程技术研究中心实验室时对科研人员提出了殷切期望。


  一年来,江风益团队在技术创新上取得了怎样的成绩呢?


  22日下午,江风益团队核心成员、南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心副主任王光绪博士一边指着宣传板,一边向记者介绍该中心过去的一年在硅衬底黄光LED芯片领域取得的成果。


  2016年,该中心研发的黄光LED芯片取得突破,黄光LED电光转换效率达到21.5%,远高于国外9.63%的最高水平。“灯泡插在插座上,输入1瓦的电,出来0.2瓦的光,这个电光转化效率就是20%。”王光绪表示,这一技术突破使我国LED行业处于世界领跑地位,受到了包括诺贝尔物理奖获得者中村修二在内的国内外学术界、产业界专家的一致认可和高度评价。


  中心是怎么做到黄光LED芯片电光转换效率大幅提升的呢?王光绪告诉江西网络台记者,这主要得益于MOVCD装备与工艺的协同创新。


  


中心工作人员正在对芯片进行测试,测试过程中通过显微镜观察芯片的质量


  “做LED材料,以前核心的装备靠进口,全世界就只有美国和德国两家公司在生产这个核心装备。2011年我们果断地选了一个方向,就是要对LED产业里的核心装备MOVCD国产化,而且要结合我们硅基LED的工艺来实现协同创新。”王光绪说,经过三年的努力,我们自主研发了新一代MOCVD高端装备,这套装备尤其适合黄光LED的研发。


  王光绪高兴地说,现在不少客户对硅衬底黄光LED芯片技术非常感兴趣,“不少客户试用了,试用的效果目前来看还是比较不错的。”


  硅衬底黄光LED芯片应用范围很广泛。王光绪举例说,黄光LED芯片就很适合肉鸡养殖领域,“小鸡刚生下来的时候,用黄光照这个小鸡仔,小鸡仔从小身体就特别健壮,一直到长成2个月大的时候出笼,它的鸡肉比其他鸡肉更加结实。”


  黄光LED芯片最大的市场在于其代替了荧光粉。“目前LED照明主要是蓝光LED+荧光粉。为什么要用荧光粉呢?是因为黄光LED芯片电光转换效率不高,要用荧光粉去代替黄光LED芯片。现在黄光LED芯片已经到了这么高的水平,就可以革掉荧光粉的命,进入真正意义上的下一代半导体照明。”


  


无荧光粉的LED灯


  王光绪告诉记者,荧光粉发出的黄光颜色不纯,看着是黄光,细看能看到绿光,有时还能看到点红光,而由黄光LED芯片组成的无荧光粉LED芯片将是下一代半导体照明技术,可以为全国百姓提供更健康更智能的照明光源。


  黄光LED芯片已经实现突破,接下来就是量产和技术再提升了。根据计划, 2017年上半年,中心的产业化公司南昌黄绿照明有限公司将把黄光LED芯片导入生产线进行规模化生产。


  创新无止境!南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心还将继续进行技术攻关,紧紧依靠创新,不断提高黄光LED芯片的电光转换效率,争取在现有的水平上再提高一倍。


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