照明■2019年度国家科学技术进步奖一等奖:半导体照明“看见”我国节能环保持续提升

央视网消息: 在更加注重节能环保的今天 , 科技让我们能做的事情越来越多 。 获得2019年度国家科技进步奖一等奖的"高光效长寿命半导体照明"项目 , 在十几年的时间里 , 经历了从依赖进口到自主研发的过程 , 促进国家节能环保能力的持续提升 。
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在庆祝中华人民共和国成立70周年联欢活动上 , 5400平方米的五星红旗 , 在天安门广场的网幕上冉冉升起 , 这一幕点燃全场 。 获得2019年度国家科技进步奖一等奖的"高光效、长寿命半导体照明"项目就为这面巨大的国旗提供了技术和产品支撑 。 北京世园会那只五彩斑斓的大蝴蝶 , 还有2008年北京奥运会等重大活动 , 都有这个获奖项目的身影 。
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半导体照明联合创新国家重点实验室主任 李晋闽: 70周年大庆的时候 , 我们也一直很骄傲地在讲 , 天安门广场的几乎所有的光源 , 我们项目团队也曾经参与到里头的 。
【照明■2019年度国家科学技术进步奖一等奖:半导体照明“看见”我国节能环保持续提升】点亮了多个重大活动的夜空 , 并获得2019年度国家科技进步奖一等奖 , 成了我国"半导体照明"技术的高光时刻 , 这些时刻 , 凝聚着科研人员近20年的接续奋斗 。
半导体照明联合创新国家重点实验室主任 李晋闽: 半导体照明是人类照明史上的第二次照明革命 。 2003年我们启动国家半导体照明工程的时候 , 甚至整个半导体照明的芯片完全依赖进口 。 到现在 , 中国已经成为全球最大的半导体照明的制造、消费和出口国 。
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这些圆形的薄片 , 李晋闽称它们是半导体照明的芯片 。 实际上 , 它是在特殊的装置里按顺序一层层"长"出来的 , 像三明治一样 , 上下为正负极连接电路 , 中间为量子结构发光层 , 正负电电荷在此相遇复合后释放光子 , 每一层厚度仅有2-3纳米 。 精确切割后 , 每个碳素笔笔头那么小的一块儿就相当于白炽灯的灯丝 , 成为半导体照明的光源 。
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中科院半导体研究所研究员 刘志强: 生长过程中 , 我们控制中间的量子顶层的组分、厚度 , 可以实现不同颜色的发光 , 电转化为光达到90%这样一个转化效率 。 15年前还是一个概念 , 是一个自主研发的过程 。
半导体照明联合创新国家重点实验室主任 李晋闽: 早期其中一个介质膜的工艺环节控制得不是特别精准 , 就导致光效迟迟很难提高 。 十年磨一剑 , 花了有将近10年时间 , 不断地在改进介质膜 , 才有了今天我们达到这么高光效 。
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高光效 , 就是将电转换成更多的光 , 而不是像白炽灯的传统照明光源那样 , 只有5%成了光 , 95%成了热 , 造成电量的巨大浪费 。 而半导体照明光效 , 是白炽灯的20倍、节能灯的5倍 。 李晋闽介绍说 , 目前我国半导体照明核心器件已经实现国产化 , 使用率约为50% , 每年节约用电量约为2700亿度 , 相当于3个三峡水电站的发电量 。
半导体照明联合创新国家重点实验室主任 李晋闽: 当时一个光源大概就要卖到一百多人民币 , 当时我们在讲 , 半导体照明产品要进入千家万户的话 , 性能要提高8倍 , 价格要降低100倍 。 基本上现在一瓦在一块钱左右 , 价格现在不是降低100倍了 , 将近降到了400倍左右 。
更令获奖团队欣慰的是 , 根据我国加入的《水俣公约》 , 从2020年起 , 将禁止生产及进出口含汞产品 , 其中就包括目前使用广泛的荧光灯 。 面对这项新挑战 , 他们早已做好了准备 。


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