南昌大學國家硅基LED工程技術研究中心新大樓。(記者陶望平 攝)
1月22日下午,沐浴著冬日的暖陽,江西網絡臺記者走進在南昌高新區落成啟用的南昌大學國家硅基LED工程技術研究中心新大樓。在這里,由江風益教授領銜的團隊自主研發的硅襯底黃光LED芯片實現突破,躍居世界領先水平,使我國LED行業處于世界領跑地位。
南昌大學國家硅基LED工程技術研究中心研發的黃光LED等多種LED產品。
在南昌大學國家硅基LED工程技術研究中心實驗室里,由江風益教授牽頭研究的“硅襯底藍色發光二極管”項目,獲得2015年度國家技術發明獎一等獎。
“我國發展必須依靠創新。掌握核心技術的過程很艱難,但這條道路必須走。”2016年2月3日,習近平在視察國家硅基LED工程技術研究中心實驗室時對科研人員提出了殷切期望。
一年來,江風益團隊在技術創新上取得了怎樣的成績呢?
22日下午,江風益團隊核心成員、南昌大學國家硅基LED工程技術研究中心副主任王光緒博士一邊指著宣傳板,一邊向記者介紹該中心過去的一年在硅襯底黃光LED芯片領域取得的成果。
2016年,該中心研發的黃光LED芯片取得突破,黃光LED電光轉換效率達到21.5%,遠高于國外9.63%的最高水平。“燈泡插在插座上,輸入1瓦的電,出來0.2瓦的光,這個電光轉化效率就是20%。”王光緒表示,這一技術突破使我國LED行業處于世界領跑地位,受到了包括諾貝爾物理獎獲得者中村修二在內的國內外學術界、產業界專家的一致認可和高度評價。
中心是怎么做到黃光LED芯片電光轉換效率大幅提升的呢?王光緒告訴江西網絡臺記者,這主要得益于MOVCD裝備與工藝的協同創新。
中心工作人員正在對芯片進行測試,測試過程中通過顯微鏡觀察芯片的質量。
“做LED材料,以前核心的裝備靠進口,全世界就只有美國和德國兩家公司在生產這個核心裝備。2011年我們果斷地選了一個方向,就是要對LED產業里的核心裝備MOVCD國產化,而且要結合我們硅基LED的工藝來實現協同創新。”王光緒說,經過三年的努力,我們自主研發了新一代MOCVD高端裝備,這套裝備尤其適合黃光LED的研發。
王光緒高興地說,現在不少客戶對硅襯底黃光LED芯片技術非常感興趣,“不少客戶試用了,試用的效果目前來看還是比較不錯的。”
硅襯底黃光LED芯片應用范圍很廣泛。王光緒舉例說,黃光LED芯片就很適合肉雞養殖領域,“小雞剛生下來的時候,用黃光照這個小雞仔,小雞仔從小身體就特別健壯,一直到長成2個月大的時候出籠,它的雞肉比其他雞肉更加結實。”
黃光LED芯片最大的市場在于其代替了熒光粉。“目前LED照明主要是藍光LED+熒光粉。為什么要用熒光粉呢?是因為黃光LED芯片電光轉換效率不高,要用熒光粉去代替黃光LED芯片。現在黃光LED芯片已經到了這么高的水平,就可以革掉熒光粉的命,進入真正意義上的下一代半導體照明。”
無熒光粉的LED燈
王光緒告訴江西網絡臺記者,熒光粉發出的黃光顏色不純,看著是黃光,細看能看到綠光,有時還能看到點紅光,而由黃光LED芯片組成的無熒光粉LED芯片將是下一代半導體照明技術,可以為全國百姓提供更健康更智能的照明光源。
黃光LED芯片已經實現突破,接下來就是量產和技術再提升了。根據計劃, 2017年上半年,中心的產業化公司南昌黃綠照明有限公司將把黃光LED芯片導入生產線進行規模化生產。
創新無止境!南昌大學國家硅基LED工程技術研究中心還將繼續進行技術攻關,緊緊依靠創新,不斷提高黃光LED芯片的電光轉換效率,爭取在現有的水平上再提高一倍。