最新研究發現,新型鈣鈦礦 LED 可能在不久的將來取代傳統 LED,提供消費者更環保且更經濟的照明解決方案。
瑞典林雪平大學團隊在《自然永續性》(Nature Sustainability)期刊發表研究,鈣鈦礦LED比傳統LED更易製造、成本更低,且色彩更鮮豔。光電子學教授Gao Feng表示:「我認為這是下一代的LED技術。」
與傳統靠著昂貴材料如氮化鎵的LED相比,鈣鈦礦LED製程更簡單、成本更低。團隊分析18種鈣鈦礦LED,發現環境表現方面可與成熟有機LED(OLED)媲美。
研究員用生命週期評估法,從產品製造到最終上市全過程分析,發現出乎意料的結果。雖然人們常擔心鈣鈦礦LED含微量鉛,但環境學專家奧洛夫·赫爾姆(Olof Hjelm)教授指出,LED更大環境問題其實來自黃金等其他材料。
「生產黃金過程非常毒,會產生汞和氰化物等副產品,且極其耗能。」赫爾姆解釋。以銅、鋁或鎳取代黃金,同時保留LED所需的少量鉛,才有最大環境效益。研究還強調有機溶劑回收利用及稀有原材料可持續生產對降低環境足跡的重要性。
鈣鈦礦LED最大障礙是使用壽命。目前最佳鈣鈦礦LED僅能用數百小時,研究員估計需達約萬小時才能抵消環境影響並有商業可行性。「鈣鈦礦LED發展加速中,使用壽命也在提高。」林雪平大學博士生Zhang Muyi表示。「我們相信達萬小時目標非常有機會。」
除了家用照明,鈣鈦礦LED還可用於顯示器、通訊和醫療設備。最近研究開發出亮度是OLED千倍的鈣鈦礦LED。將來鈣鈦礦LED成本可能低至每平方公尺只要100美元,與OLED面板競爭。
研究重點從純技術性能擴展到成本效益和環境可持續性後,研究員對鈣鈦礦LED的長期商業前景持樂觀態度。如果壽命問題解決,新技術很可能成為照明市場的主導者,為消費者提供更明亮環保的照明選擇。
(首圖來源:Linköping University)