باعتبارها خيار الإضاءة الأكثر صداقة للبيئة وكفاءة في السوق في الوقت الحالي، تزداد شعبية مصابيح LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء). التألق الكهربائي، وهو الآلية التي تبعث بها أي مادة الضوء عندما يتدفق تيار كهربائي من خلالها، هو الطريقة التي يولد بها هذا النوع من الإضاءة الضوء. إن المواد والتكنولوجيا المتطورة المستخدمة في إنتاج مصابيح LED هي ما يمنحها كفاءتها وطول عمرها. ستتم مناقشة المواد المستخدمة لإنشاء مصابيح LED في هذه المقالة، بالإضافة إلى كيفية إضافتها إلى المزايا العديدة التي تتمتع بها مصابيح LED مقارنة بحلول الإضاءة التقليدية.
أشباه الموصلات
إن فكرة أشباه الموصلات ومدى ارتباطها بالتيار الكهربائي هي أساس مصابيح LED. تعمل مادة أشباه الموصلات، وهي مادة يمكنها توصيل الكهرباء في ظل ظروف معينة، بمثابة المادة الأساسية لمصابيح LED. السيليكون هو نوع أشباه الموصلات الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في مصابيح LED بسبب سلوكه الكهربائي، والذي يمكن التنبؤ به والتحكم فيه. تتحد إلكترونات أشباه الموصلات والثقوب الموجبة لتكوين حالة مستقرة عند توفير جهد أمامي. يتم إطلاق الفوتونات، الضوء الذي ينبعث من مصابيح LED، نتيجة لذلك.
مواد لتعاطي المنشطات
التطعيم هو عملية إضافة عناصر إلى أساس من السيليكون النقي لتوليد شبه موصل ينبعث منه الضوء. المنشطات هي تقنية تغيير السلوك الكهربائي للسيليكون النقي عن طريق إدخال الشوائب. نوعان من الشوائب التي يتم إدخالها عادةً إلى قاعدة السيليكون النقي هما النوع P والنوع N.
هناك فائض في الشحنة الموجبة في المواد المنشطات من النوع P وفائض في الشحنة السالبة في المواد المنشطات من النوع N. تساعد هذه المواد المنشطات في تحويل أشباه الموصلات إلى المكون الرئيسي لمصابيح LED، وهو الصمام الثنائي. تعتبر تقنية استخلاص المنشطات ضرورية لإنتاج مصابيح LED. لكي تكون مصابيح LED فعالة وطويلة الأمد، يجب أن تكون نسبة مادة المنشطات مثالية تمامًا.
نيتريد الغاليوم
هناك مادة أخرى تستخدم غالبًا في إنتاج مصابيح LED وهي نيتريد الغاليوم. بسبب نقطة انصهارها العالية، يمكن استخدام هذه المادة في إعدادات درجة الحرارة العالية. قد تنتج مصابيح LED ضوءًا أكثر سطوعًا بشكل أكثر فعالية من مصادر الضوء التقليدية بسبب خاصية نيتريد الغاليوم.
بسبب صفاته المفيدة، غالبًا ما يستخدم نيتريد الغاليوم كبديل للسيليكون في إنتاج مصابيح LED. وبسبب تفرد الفوتونات التي يتم إطلاقها، فإن مصابيح LED قادرة على توليد مجموعة متنوعة من الأضواء الملونة. ويتم تحديد لون الضوء المتولد من خلال الطول الموجي لهذه الفوتونات، والتي عادة ما تكون بين 400 و800 نانومتر. وهذا من بين العوامل التي تساهم في تنوع الألوان المتوفرة في مصابيح LED.
الفوسفور
من أجل توفير اللون المناسب للضوء المنبعث، تعد الفوسفور جزءًا أساسيًا من عملية تصنيع LED. الفوسفور هو نوع من المواد التي تنتج طولًا موجيًا مميزًا من الضوء المرئي بينما تمتص طولًا موجيًا معينًا من الضوء، غالبًا ما يكون أزرق أو فوق بنفسجي. مصابيح LED قادرة على إنتاج مجموعة واسعة من الألوان من خلال الجمع بين عدة أنواع من الفوسفور مع مادة شبه موصلة.
تحويل الفوسفور هو الأسلوب الذي تتم من خلاله إضافة فوسفورات LED للمساعدة في إنتاج الضوء الأبيض. في هذا الإجراء، تتم معالجة مؤشر LED الأزرق باستخدام فوسفور أصفر. يتم امتصاص الضوء الأزرق الصادر من LED وإعادة إصداره كضوء أصفر بعد مروره عبر الفوسفور. يمكن لغالبية مصابيح LED إخراج الضوء الأبيض لأن الضوء الأزرق والأصفر يتحدان لإنتاج الضوء الأبيض. ولهذا السبب، تعد إضاءة LED خيارًا مرنًا يمكن استخدامه في العديد من الإعدادات لإنتاج تأثيرات متنوعة.
مواد للركائز
جزء آخر مهم من مصابيح LED هو المادة الأساسية. يُعرف الأساس الذي يتم على أساسه إنتاج عناصر أشباه الموصلات مثل نيتريد الغاليوم بطبقة الركيزة. غالبًا ما يستخدم كربيد السيليكون أو أكسيد الألومنيوم، الذي يتمتع بموصلية حرارية جيدة ويمكنه تحمل تطبيقات درجات الحرارة العالية، كمواد أساسية.
تعتبر المادة الأساسية ضرورية لقدرة مصابيح LED على تنظيم درجة حرارتها. عن طريق إزالة الحرارة من مكونات أشباه الموصلات في LED، فإنه يساعد في عملية التبريد. وهذا له تأثير كبير على مدة بقاء ضوء LED. يمكن تمديد عمر ضوء LED من خلال التشغيل عند درجة حرارة مثالية، الأمر الذي يتطلب بيئة حرارية يتم التحكم فيها بعناية.
في ملخص
بالمقارنة مع المصابيح المتوهجة والفلورسنت التقليدية، تدوم مصابيح LED لفترة أطول، وتنتج ضوءًا أكثر سطوعًا، وتستهلك كهرباء أقل. المواد المستخدمة في إنتاج تقنية LED هي المسؤولة عن الأداء الرائع لمصابيح LED. تعتبر نيتريد الغاليوم والفوسفورات والمواد شبه الموصلة ومواد المنشطات والمواد الأساسية كلها مهمة في إنتاج ضوء فعال ودائم. تتصدر إضاءة LED السوق اليوم بسرعة بسبب الطلب المتزايد على خيارات الإضاءة الصديقة للبيئة والموفرة للطاقة. تعود المزايا العديدة لمصابيح LED إلى المواد المستخدمة، مما يجعلها خيارًا رائعًا لمجموعة متنوعة من تطبيقات الإضاءة.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/dc-led-lighting/led-t8-tube-light-flicker-free-20w.html
