UVC LED

UVC är en desinfektionsmetod som använder ultraviolett ljus med kort våglängd för att döda eller inaktivera mikroorganismer genom att förstöra nukleinsyror och störa deras DNA så att de inte kan utföra vitala cellfunktioner. UVC-desinfektion används i en mängd olika applikationer, såsom mat, luft, industri, konsumentelektronik, kontorsutrustning, hemelektronik, smarta hem och vattenrening.

Aolittel UVC LED är små, våglängdsprecision på 265nm, brett applikationsläge, det är lämpligt för små vattenrenare eller bärbara sterilisatorer. Aolittel kan erbjuda extra ODM-lösningar inklusive UVC LED-design för dina anpassade krav, vi gör dina idéer till verklighet.
â € ¢ Nedan finns Aolittel UVC LED introduktion och specifikation.
Om du har några speciella krav eller mer information, be om vår produktspecifikation och produktchef.
â € ¢ Vad är den optimala våglängden för desinfektion?
Det finns en missuppfattning att 254 nm är den optimala våglängden för desinfektion eftersom toppvåglängden för en lågtryckskvicksilverlampa (helt enkelt bestämd av lampans fysik) är 253,7 nm. En våglängd på 265 nm accepteras allmänt som det bästa eftersom det är toppen för DNA-absorptionskurvan. Desinfektion och sterilisering sker emellertid över en rad våglängder.
â € ¢ UV-kvicksilverlampor har ansetts vara det bästa valet för desinfektion och sterilisering. Varför är det så?
Historiskt sett har kvicksilverlampor varit det enda alternativet för desinfektion och sterilisering. Med utvecklingen av UV-LED-teknik finns det nya alternativ som är mindre, mer robusta, toxinfria, långlivade, energieffektiva och möjliggör oändlig av / på-omkoppling. Detta gör att lösningar kan vara mindre, batteridrivna, bärbara och med omedelbar full ljusutgång.
â € ¢ Hur jämför UV-LED-lamporna och kvicksilverlampans våglängder?
Kvicksilverlampor med lågt tryck avger ett nästan monokromatiskt ljus med en våglängd 253,7 nm. Lågtryckskvicksilverlampor (lysrör) och högtryckskvicksilverlampor används också för desinfektion och sterilisering. Dessa lampor har en mycket bredare spektraldistribution som inkluderar bakteriedödande våglängder. UVC-lysdioder kan tillverkas för att rikta in sig på mycket specifika och smala våglängder. Detta gör att lösningar kan anpassas efter det specifika applikationsbehovet.

Exempel på tillämpning:

Efter 9 dagars kylning ser jordgubbar upplysta med UVC-lysdioder (höger) fräscha, men oilluminerade bär är mögliga. (Med tillstånd från U.S. Department of Agriculture)

En vanlig fråga som företag ställer när de utforskar UVC-lysdioder för desinfektionsapplikationer hänför sig till hur UVC-lysdioder faktiskt fungerar. I den här artikeln ger vi en förklaring av hur denna teknik fungerar.

Allmänna principer för lysdioder

En ljusemitterande diod (LED) är en halvledaranordning som avger ljus när en ström passeras genom den. Medan väldigt rena, defektfria halvledare (så kallade inneboende halvledare) vanligtvis leder elektricitet mycket dåligt, kan dopanter införas i halvledaren vilket gör att den antingen leder med negativt laddade elektroner (n-typ halvledare) eller med positivt laddade hål (p-typ halvledare).

En LED består av en p-n-övergång där en p-typ halvledare placeras ovanpå en n-typ halvledare. När en framåtriktad förspänning (eller spänning) appliceras, skjuts elektroner i n-typområdet mot p-typområdet och på samma sätt skjuts hål i p-typmaterialet i motsatt riktning (eftersom de är positivt laddade) mot materialet av n-typen. Vid övergången mellan material av p-typ och n-typ kommer elektronerna och hålen att rekombineras och varje rekombinationshändelse kommer att producera ett kvantitet av energi som är en inre egenskap hos halvledaren där rekombinationen inträffar.

Sidanotering: elektroner genereras i halvledarens ledningsband och hål alstras i valensbandet. Skillnaden i energi mellan ledningsbandet och valensbandet kallas bandgapsenergin och bestäms av bindningsegenskaperna hos halvledaren.

Radiativ rekombination resulterar i produktionen av en enda foton av ljus med en energi och våglängd (de två är relaterade till varandra av Plancks ekvation) bestämd av bandgapet för materialet som används i den aktiva regionen på enheten. Icke-strålande rekombination kan också uppstå där kvantiteten av energi som frigörs av elektron och hårekombination producerar värme snarare än fotoner av ljus. Dessa icke-strålande rekombinationshändelser (i halvledare med direkt bandgap) involverar elektroniska tillstånd mellan mellanrum som orsakas av defekter. Eftersom vi vill att våra lysdioder ska avge ljus, inte värme, vill vi öka andelen radiell rekombination jämfört med icke-strålande rekombination. Ett sätt att göra detta är att införa bärarinneslutande lager och kvantbrunnar i den aktiva regionen av dioden för att försöka öka koncentrationen av elektroner och hål som genomgår rekombination under de rätta förhållandena.

Emellertid är en annan nyckelparameter att reducera koncentrationen av defekter som orsakar icke-strålande rekombination i den aktiva regionen av anordningen. Det är därför dislokationstätheten spelar en så viktig roll i optoelektronik eftersom de är en primär källa till icke-strålande rekombinationscentra. Dislokationer kan orsakas av många saker, men att uppnå en låg densitet kommer nästan alltid att kräva att skikten av n-typ och p-typ som används för att göra det aktiva området för LED odlas på ett gittermatchat underlag. Annars kommer förflyttningar att införas som ett sätt att tillgodose skillnaden i kristallgitterstruktur.

Därför innebär maximering av LED-effektivitet att öka den strålande rekombinationstakten relativt den icke-strålande rekombinationsgraden genom att minimera dislokationstätheten.

UVC-lysdioder

Ultraviolet (UV) LED har applikationer inom vattenbehandling, optisk datalagring, kommunikation, detektion av biologiskt medel och polymerhärdning. UVC-området i UV-spektralområdet avser våglängder mellan 100 nm till 280 nm.

In the case of disinfection, the optimum wavelength is in the region of 260 nm to 270 nm, with germicidal efficacy falling exponentially with longer wavelengths. UVC-lysdioder offer considerable advantages over the traditionally used mercury lamps, notably they contain no hazardous material, can be switched on/off instantaneously and without cycling limitation, have lower heat consumption, directed heat extraction, and are more durable.

In the case of UVC-lysdioder, to achieve short wavelength emission (260 nm to 270 nm for disinfection), a higher aluminum mole fraction is required, which makes the growth and doping of the material difficult. Traditionally, bulk lattice-matched substrates for the III-nitrides was not readily available, so sapphire was the most commonly used substrate. Sapphire has a large lattice mismatch with high Al-content AlGaN structure of UVC-lysdioder, which leads to an increase in non-radiative recombination (defects). This effect seems to get worse at higher Al concentration so that sapphire-based UVC-lysdioder tend to drop in power at wavelengths shorter than 280 nm faster than AlN-based UVC-lysdioder while the difference in the two technologies seems less significant in the UVB range and at longer wavelengths where the lattice-mismatch with AlN is larger because higher concentrations of Ga are required.

Pseudomorfisk tillväxt på nativa AlN-substrat (det är där den större gitterparametern för inneboende AlGaN rymms genom att komprimera elastiskt för att passa på AlN utan att införa defekter) resulterar i atomiskt platta, låga defektskikt, med toppeffekt vid 265 nm, motsvarande både den maximala bakteriedödande absorptionen samtidigt som effekterna av osäkerhet på grund av spektralberoende absorptionsstyrka minskar.
Om du har några frågor, vänligen kontakta oss, tack!