| 黄尚廉委员提出——
发展固态照明让白炽灯寿终正寝
专家预计，到2010年，我国照明用电将高达3000亿度，相当于三峡电站年发电量的三倍以上。面对如此严峻的能源形势，黄尚廉委员认为，开发高效节能的照明技术显得尤为重要。他建议大力发展固态照明，启动国家固态照明计划。
与传统白炽灯不同的是，固态照明采用半导体发光二极管（LED）和聚合物发光二极管技术（OLED）。“由于高效节能，固态照明终将使白炽灯寿终正寝，成为人类照明技术的二次革命。”黄尚廉说，对于固态照明的发展在世界范围内已经形成共识。
黄尚廉算了一笔经济账。他说，LED电能消耗仅为白炽灯的1/10，如果2010年进入国家1/3的照明市场，可年节电1000亿度，相当于三峡电站年发电总量的1.2倍；节省1.05亿吨原煤，减少140万吨废气及尘渣排放量，同时避免了荧光灯汞金属和其他有害物质对环境的污染；到2010年将新增1000亿产值和近50万从业人员。
“如果我国不能以足够的投入力度进行有效组织，可能与固态照明的历史机遇失之交臂。”黄尚廉说，尽管2003年我国启动了国家半导体照明工程，但是基础研究投入严重不足，难以集中优势兵力进行长期系统的创新性研究，造成技术成果集成度差，产业化能力薄弱。目前，在固态照明技术上，国外拥有5600项专利，我国仅有70项，而且不是核心专利。
为此，他建议启动国家固态照明计划，组织国内科学家和工程技术专家，进行关键技术攻关；建立全国性的固态照明产业联盟，突破部门、企业、行业之间的界限，提升产品在国内外市场的整体竞争力；以特殊照明为近期主攻目标，推动固态照明示范工程建设；加强对固态照明芯片、封装设备及生产线制造装备的研发投入，建立推广国家设备基金，用于鼓励使用国家设备的企业。
（摘自《科技日报》）
硅材料山水蓝宝石之光
——南昌大学材料科学研究所自主开发蓝色发光二极管
走进南昌大学材料科学研究所，记者看到墙上写着一行醒目的标语：“多发光，少发热”，仔细琢磨，觉得有点不对劲。人们通常用发光、发热来形容做贡献，“多发光”是好事，这“少发热”作何解释？所长江风益教授一语道破天机：“对于发光体来说，少发热才省电。”
南昌大学材料科学研究所成立于1994年3月。2001年4月经教育部批准，依托该所建立了教育部发光材料与器件工程研究中心，研究工作涵盖发光材料制备、发光器件制作、发光材料生长设备的研制、发光器件应用等方面。最近，该中心在Si衬底上获得了高质量的GaN基多量子阱LED外延材料，并研制成功硅衬底GaN蓝色发光二极管。用该外延材料的芯片合格率达87%，输出光强高达18-30mcd，获得了可以实用、性能优良的Si衬底GaN蓝色LED器件，主要性能指标好于国外文献报道水平。教育部组织专家对该项目进行了验收，目前已经通过。
蓝色发光二极管用途十分广泛，主要包括手机背光源、收集来电闪发光电池、仪器及汽车音响显示面板背光等。目前国外商品化GaN材料是在Si衬底或蓝宝石上生长的。由于GaN与Si衬底间存在巨大的晶格失配和热失配的难题，而国内现有的常规蓝宝石生长GaN材料工艺路线有可能在发展过程中设计知识产权纠纷，在此情况下，硅衬底成为研究人员瞩目的焦点。
江教授说：“在硅上做发光器件是整个领域都梦寐以求的事。”他告诉记者，许多国家都投入了这项工作，也取得了一定进展，但由于硅材料存在热膨胀系数不同等难题，该技术一直没能取得突破。“我们当初也只是抱着试一试的态度，没想到很快就入了门，现在只有我们达到实用水平，但目前还只是小批量生产，没有推向市场。”据专家评价，南昌大学的硅衬底蓝色发光二极管材料及器件工艺路线为我国发展自主知识产权的发光材料开辟了崭新的空间。
在实验室里，江教授向记者展示了硅衬底GaN蓝色发光二极管。随着电源接通，小小的二极管放射出璀璨的光芒，虽然是白天，但依旧光彩夺目。江教授说：“如果是用蓝宝石，达到这个亮度很正常，但是用硅就已经很不容易了。我们的目标是用一半的能耗达到和蓝宝石一样的亮度，现在亮度还没有达到，下一步工作是继续提高亮度，降低成本。”
大大提高有机发光二极管效率
高效节能照明灯可望两年内上市
本报华盛顿12月26日电（记者
张孟军） 据美国《科学》杂志报道，在材料研究协会近日举办的会议上，日本、德国和美国的研究人员报告说，他们已在将有机薄膜转化成高效发光器等方面获得显著进展。由于这些薄膜可以选用廉价的有机材料制造，因此，有机发光灯的成本可能会十分低廉。专家估计，第一支发白光的有机发光二极管将于2007年上市。目前，这种二极管的发光效率和亮度都在不断地迅速提高。
日本山形大学发光二极管专家木户在会议上表示，他和他的同事已生产出效率达57流明/瓦的发白光二极管，这几乎与荧光灯的效率相当，是白炽灯效率的4倍。
美国普林斯顿大学有机发光二极管专家佛里斯特和木户都声称，他们在有机发光二极管顶部的玻璃外添加了特别涂层，使得发光效率大大提高。木户小组向发光二极管添加了抗反射涂层后，效率立即从36流明/瓦提高到了57流明/瓦。德国德雷斯登技术大学的卡尔·立奥说：“有机发光二极管照明灯的使用有可能会取代荧光灯，但目前这种灯在成本和稳定性方面还存在问题。”木户小组加入了一个日本财团，该财团目前正在研发大规模、低成本制造大型发光二极管平板显示器技术。
用发光二极管取代传统的白炽灯和荧光灯，已成照明市场的大趋势。白炽灯有90%的电能转化为热而不是照明光，荧光灯的电—光转换率也仅为70%。几十年来，研究人员一直在开发基于半导体的发光二极管，以取代白炽灯和荧光灯。目前，由无机化合物制造的发红光和发其他彩色光的发光二极管，已在交通灯和汽车尾灯中得到广泛应用。虽然无机发白光二极管已投放市场，但却因成本太高尚无法用于普通照明。
通用电气公司发光二极管专家杜格尔说：“几年前，没人关心发白光二极管。现在，人们之所以对发白光二极管感兴趣，就在于它可以制造手机和电视的平板显示器，全球每年有1000亿美元的市场，是照明市场的两倍。”据称，木户小组目前已生产出36厘米×36厘米的发光二极管平板显示器，可望两年内投放商业市场。
第四代照明系统LED获重大突破
使大功率高亮度发光二极管（LED）达到道路照明要求，这一国际上久攻不破的难题，终于被一群“海归”研发团队攻克———由多名留美归国博士创建的中微光电子（潍坊）有限公司研制成功首款100瓦大功率半导体发光二极管路灯照明系统，现已应用于潍坊高新技术创业园，将整个园区的夜间道路铺成一条条光线均匀分布的奇妙“光毯”，其照明范围和亮度完全达到国家道路照明标准，寿命是传统路灯的10—20倍，耗电量却不到传统路灯的20%%。
据悉，发光二极管自10年前被考虑用于照明以来，一直存在两大技术障碍，一是光电转换效率太低，每瓦只有几个流明，连普通钨丝灯泡的亮度都达不到，所以多被用作玩具和夜间借光；二是功率达到一定量时，散热问题难以解决，所以此前国际上发光二极管灯泡最大功率仅为70瓦。
中微的研发团队凭借5项专利技术，在上述两大技术领域均获重要突破，所研制的发光二极管路灯功率达到创纪录的100瓦，在灯杆14米高处平均照度达到15勒克斯以上，超过国家标准；而且还以其特有技术，做到灯泡的光场和光线强度可控，已安装在潍坊园区的该照明系统，将传统路灯的圆形光场变成覆盖宽度10米、长度40米的矩形，实现了光场分布均匀、无眩目、无闪烁的“光毯”效果。该照明系统可连续工作10万小时，耗电量却仅为传统路灯的1／7到1／5。
据中微总裁孙夕庆介绍，中微现已开发出兼具发光二极管和太阳能双重优点的太阳能发光二极管路灯，其照明原理是白天通过太阳能电池板收集电能并存储在充电电池中，夜间光线暗时将储存的电能释放出来以驱动发光二极管路灯发光。这种路灯无需额外供电，从而省去了铺设电缆等复杂工序，更大大节约了电能。 |
