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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

2020年01月10日17:18  来源:央视网

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  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

文章关键词:半导体照明 电转化 高光效 三峡水电站 国家重点实验室 水俣公约 芯片 长寿命 自主研发 连接电路 责编:付琛
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