剑桥大学的科学家结合纳米技术、色彩科学、先进的计算方法、电子技术和独特的制造工艺，引领了下一代智能照明系统的开发。 他们提出了来自量子点的智能、颜色可控的白光设备。
使用主要用于 LED 的三种以上主要照明颜色，科学家可以更准确地产生日光。 经过测试，该系统表现出出色的显色性、比当前智能照明技术更宽的工作范围以及更广泛的白光定制。
自 1990 年代以来，量子点因其出色的色纯度和可调性而被研究和开发为光源。 由于其独特的光电特性，它们在广泛的色彩可控性和高显色能力方面表现出出色的色彩性能。
科学家们开发了一种基于下一代亮白光的量子点发光二极管 (QD-LED) 架构。 他们结合了系统级颜色优化、设备级光电模拟和材料级参数提取来做到这一点。
他们从用于神经网络的颜色优化算法开发了一个计算设计框架 机器学习，以及电荷传输和发光建模的新方法。
科学家使用的量子点直径在 30 到 XNUMX 纳米之间。 通过选择 量子点 在特定尺寸的情况下，他们能够克服 LED 的一些实际限制。 这样做还帮助他们实现了测试预测所需的发射波长。
然后，该团队通过创建基于 QD-LED 的白光照明的新设备架构来验证他们的设计。 该测试显示了出色的显色性、比当前技术更宽的操作范围以及广泛的白光阴影定制。
与当前基于 LED 的智能灯相比，新设计的 QD-LED 系统的相关色温 (CCT) 范围为 2243K（微红）至 9207K（明亮的正午阳光），其 CCT 介于 2200K 和 6500K 之间。 QD-LED 系统的显色指数 (CRI) - 与日光 (CRI=100) 相比，光照射的颜色的衡量标准 - 为 97，而目前的智能灯泡范围在 80 到 91 之间。
该设计可能会为更精确和更高效的智能照明打开大门。 三个 LED 中的每一个都必须单独调节，以在 LED 智能灯泡中产生特定的颜色。 所有量子点均由单个公共控制电压驱动，以实现 QD-LED 系统中的整个色温范围。
金钟民教授来自 剑桥共同领导这项研究的工程系说， “这是世界首创：一个完全优化的高性能基于量子点的智能白光照明系统。 这是在日常应用中充分利用基于量子点的智能白光照明的第一个里程碑。”
共同领导这项研究的 Gehan Amartunga 教授， 说过, “我们的目标是通过单一光线动态变化的色谱来更好地再现日光。 我们通过使用量子点以一种新的方式实现了它。 这项研究为各种新的人类响应照明环境开辟了道路。”
杂志参考：
- Samarakoon, C., Choi, HW, Lee, S. 等。 具有计算设计框架的量子点发光二极管白光照明的光电系统和器件集成。 Nat Commun 13, 4189 (2022)。 DOI： 10.1038/s41467-022-31853-9
