מחקר על גרפן, חומר חדשני בעל איכויות מיוחדות, נערך במספר דיסציפלינות. גרפן מצא לאחרונה שימוש בטכנולוגיית דיודות פולטות אור (LED). הביצועים, האמינות והיעילות של נורות LED גדלו כולם כאשר גרפן נכלל בהם. הפונקציה של גרפן בנורות LED נעסוק במאמר זה.
בראש ובראשונה, חיוני להבין את היסודות של תאורת LED. נורות LED הן מוליכים למחצה שכאשר זרם חשמלי זורם דרכם, מייצרים אור. בגלל איכות האור המעולה, אורך החיים הארוך יותר, פחות השפעה סביבתית ויעילות אנרגטית, נורות LED החליפו נורות ליבון קונבנציונליות, מנורות פלורסנט ונורות הלוגן.
גליום ניטריד (GaN) ואינדיום גליום ניטריד (InGaN) הן שתיים משכבות המוליכים למחצה המרכיבות נוריות LED. תהליך הייצור עשוי להיות לא יעיל, מכיוון שהחומרים הללו יקרים ומאתגרים לטיפול. במקרה זה, גרפן, חומר דו מימדי, מציע תחליף זול ומועיל לסביבה.
החומר החזק והדק ביותר הידוע לאדם הוא גרפן, סוג של פחמן בעל תצורת אטום משושה בעובי אטום אחד. בנוסף להיותו מאוד גמיש ומוליך, גרפן הוא אופציה מצוינת עבור מגוון יישומים, כולל נוריות LED.
ישנן טכניקות רבות לשילוב גרפן בנורות LED. שימוש בגרפן כמצע או חומר תמיכה לשכבות המוליכים למחצה של ה-LED היא אחת הטכניקות הנפוצות ביותר. בגלל המוליכות התרמית המעולה שלו, גרפן מפזר חום בצורה יעילה יותר מחומרים רגילים. זה חיוני מכיוון שנורות LED מייצרות הרבה חום, מה שעשוי לקצר את אורך החיים שלהן ולהשפיע על ביצועים.
שימוש נוסף לגרפן ב-LED הוא כאלקטרודה שקופה. כדי שאור יזרום דרך נוריות לד רגילות, יש צורך באלקטרודה מוליכה שקופה. תחמוצת אינדיום בדיל הוא החומר המשמש לרוב למטרה זו (ITO). עם זאת, מכיוון שאינדיום הוא נדיר, ITO הוא יקר ובעייתי מבחינה סביבתית. נוריות LED חסכוניות יותר ומועילות יותר לסביבה כאשר משתמשים בגרפן במקום ITO.
בהשוואה לנוריות LED קונבנציונליות, נוריות LED מבוססות גרפן מספקות מספר יתרונות. יכולתו לתפקד כמחסום מפני חמצן ולחות, שעלולים לפגוע בשכבות המוליכות למחצה של נוריות הלד, היא היתרון החשוב ביותר שלו. זה מצביע על כך שאורך החיים של נוריות LED מבוססות גרפן ארוך בהרבה מזה של נוריות LED קונבנציונליות. יתר על כן, בהשוואה לנוריות LED מסורתיות, נוריות LED מבוססות גרפן בהירות יותר, טהורות יותר בצבע וחסכוניות יותר באנרגיה.
ישנם מספר שימושים אפשריים לגרפן בטכנולוגיית LED. נוריות LED המבוססות על גרפן עשויות למצוא שימוש בהתקני תקשורת, תאורה ותצוגות. טכנולוגיה לבישה עשויה להשתמש בנורות LED מבוססות גרפן, המספקות מקור אור אמין ובמחיר סביר.
לסיכום, גרפן חיוני לקידום טכנולוגיית LED. ביצועי LED, אמינות ויעילות גדלו כולם כאשר גרפן נכלל במכשיר. בהשוואה לנוריות LED קונבנציונליות, נוריות LED מבוססות גרפן הן זולות יותר, שפירות לסביבה ועמידות לאורך זמן. נוריות LED מבוססות גרפן הן טכנולוגיה מבטיחה לעתיד בגלל השימושים הרבים שלהן. בשנים הבאות, אנו יכולים לצפות לראות אפשרויות תאורה ברות קיימא וחסכוניות יותר באנרגיה כאשר מדענים ממשיכים לחקור את הפוטנציאל של נוריות LED מבוססות גרפן.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-tube-lighting/24v-t8-integrated-led-tube-light-fixturer.html
