UVC LED性能指标持续提升 水处理应用增长迅速

· 行业新闻

在过去的几年里,在深紫外环境中工作的氮化物基LED的性能数据远远低于在蓝色发射中的性能数据。但是,这两种发射器的关键特性差异一直在缩小,UVC LED的指标现在具有许多令人印象深刻的规格。

更强大、更高效、更持久的UVC LED

以艾迈斯欧司朗最近宣布的最新一代UVC LED为例,该LED计划在一年多的时间内投入量产。其最好的265nm发射器现在提供200mW的光输出,墙插效率略高于10%,同时提供超过20,000小时的使用寿命。在评论这些数字时,艾迈斯欧司朗应用高级关键专家Alexander Wilm没有单独列出任何一个数字。相反,他表示这三者的结合特别令人印象深刻。Wilm指出:市场上有功率更强的UVC LED,也有墙插效率更高的UVC LED。但是,在这样的输出功率和超过20,000小时的使用寿命下,要有这样的效率,这并不是一件容易的事情。艾迈斯欧司朗的最新器件的效率几乎是其最强大的市售265nm LED的两倍,其提供115mW的功率,墙插效率为5.3%。如果这家欧洲光电巨头想要以其最新器件宣布的10.2%更高的效率数字来抢占头条新闻,那么它可能会拥有近15%的数值,这是通过将其旗舰LED的驱动电流降至20mA来实现的。“但是,功率只有15mW,这是非常小的,对应用没有帮助,”Wilm 警告说,应该专注于有意义的数字,并最终关注艾迈斯欧司朗产品的实际部署。

外延、芯片、封装持续改进 相信蓝宝石是未来该公司UVC LED性能的最新改进是通过对外延的改进以及芯片和封装设计的改进来实现的。更亮、更高效的器件可归因于电子向光子转化的增加,以及从芯片中更好地提取光。“我们所做的最大改进是新封装,”Wilm解释说,改善封装和芯片的相互作用导致紫外线发射的外耦增加。虽然UV LED行业对具有出色导热性和与外延层晶格匹配的AlN衬底非常感兴趣,但艾迈斯欧司朗的工程师正在将蓝宝石衬底用于他们的设备。“蓝宝石是LED生产的标准材料。它可用、广泛使用,并且是我们其他LED的基础,“Wilm评论道。“现在,我们相信蓝宝石是我们的未来”。 UVC LED水处理价值数十亿美元且增长迅速多年来,UVC LED在空气和表面消毒方面引起了人们的极大兴趣。在Covid-19大流行最严重的时候,UVC LED被广泛认为是杀死这种冠状病毒的有吸引力的选择。但从那时起,人们对将此类LED用于该应用的兴趣似乎逐渐减弱。然而,Wilm并不认为这是UVC LED未来的主要障碍,因为迄今为止其最大的应用是水处理,这是一个价值数十亿美元且增长迅速的行业。使用点水处理UVC LED是理想光源对于水处理,UVC LED与现有解决方案汞灯展开竞争。汞灯发出很大的功率,但有许多弱点:体积庞大、脆弱;、需要几分钟才能预热、其使用寿命比UV LED短(通常持续8,000至14,000小时)、汞对人类健康产生破坏性影响,处理绝非易事。此外,汞灯的另一个弱点是其发射峰固定在253.7nm,不适合水处理。“杀菌效果的峰值为265纳米,”Wilm补充道:“我们将LED精确地引导到这个最佳位置”。

Section image

UVC LED在水处理领域有很多机会一种是使用点,固态发射器安装在水龙头上。

还有入口点,水在进入家庭时受到UVC辐照。在这两种情况下,紫外线光源只需要在水流动时打开。排除用于此应用的汞灯(预热时间非常慢),这种作业条件允许调整设备的驱动条件,从而充分利用LED并使用更少的LED。由于这种固态发射器的关闭时间远远超过其打开时间,因此不需要长达20,000小时的使用寿命,可以换取通过启动电流产生的更高输出功率。汞灯占主导地位的是与工业和市政应用相关的大规模水处理。在这些情况下,UVC光源始终处于打开状态,而高功率是关键标准。“200mW是一个很好的起点,”Wilm 说,他指出,更强大的设备将随之而来。“如果与五年前相比,得到的功率大约低于50mW”。已经从艾迈斯欧司朗购买UVC LED的客户包括台湾水消毒设备生产商Hergy International。艾迈斯欧司朗制造的265nm LED部署在Hergy的Perazim系列饮用水消毒器中,其中包括每分钟处理2升水而功耗仅为3W 的型号,以及每分钟处理高达6升流量的型号。

当200mW UVC LED在2026年底投入量产时,Hergy的产品系列可能会更加令人印象深刻,并且可能会有更具竞争力的竞争对手加入,因为艾迈斯欧司朗更强大的265nm发射器将向所有人提供。到那时,艾迈斯欧司朗及其同行甚至可能已经报告了更令人印象深刻的结果。毕竟,UVC LED 变得越来越强大、高效和持久,而且这些趋势没有减弱的迹象。