Спектральное управление и применение светодиодных ламп полного спектра для роста растений на основе фосфора K2CaPO4F:Eu2+

CHEN Jie ,  

ZHOU Yiqing ,  

ZHANG Jilin ,  

LIAN Shixun ,  

QIU Zhongxian ,  

,  

摘要

Светодиодные лампы для выращивания растений обеспечивают необходимые и стабильные световые условия для фабричного выращивания растений. Однако в настоящее время существует проблема недостаточного совпадения спектрального распределения фосфоров этих ламп с спектром потребностей фотосинтеза. Для разработки светодиодного источника с полным спектром, соответствующим потребностям роста растений, в данной работе в качестве матрицы используется K2CaPO4F с активатором Eu2+, а также поэтапное допирование B3+ и Ba2+ для модификации, что позволило получить фосфор с полным видимым спектром излучения и пиками излучения в красной и синей областях, хорошо совпадающими с кривой относительной фотосинтетической эффективности (кривая Hoover). Систематически изучены фазовая структура, фотолюминесцентные свойства и механизм спектрального управления, а также проведена сборка светодиодного устройства и испытания в растениеводстве. Исходный фосфор K2CaPO4F:Eu2+ проявляет двойное широкополосное излучение при 490 нм (голубой свет) и 655 нм (красный свет). При введении B3+ происходит замещение структурных единиц [PO4] на [BO4], вызывающее локальные искажения кристаллической решетки и увеличивающее вероятность пребывания Eu2+ в позициях [CaO4F2], что значительно усиливает интенсивность красного излучения; при x=0,15 содержание B3+ красное излучение усиливается в 1.69 раза. Замещение Ca2+ на Ba2+ при y ≤ 0,1 образует твердый раствор, пиковая длина волны голубого излучения сдвигается в синюю сторону; при y ≥ 0,15 формируется композитная фаза K2CaPO4F–K2BaPO4F с голубым пиком излучения при 440 нм от K2BaPO4F:Eu2+, что способствует высокому совпадению спектрального распределения и относительных интенсивностей полного спектра композитного фосфора с потребностями роста растений. Оптимальный образец был упакован в модуль LED для выращивания растений, спектр излучения которого хорошо согласован с кривой Hoover. Эксперимент по выращиванию салата подтвердил, что данный источник может обеспечить нормальный рост салата и удовлетворить требования освещения для внутреннего выращивания.

关键词

фосфор;допирование Eu2+;LED;полный спектр;светильник для роста растений

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website