2019年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)：半導(dǎo)體照明“看見”我國節(jié)能環(huán)保持續(xù)提升
央視網(wǎng)消息：在更加注重節(jié)能環(huán)保的今天，科技讓我們能做的事情越來越多。獲得2019年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)的“高光效長(zhǎng)壽命半導(dǎo)體照明”項(xiàng)目，在十幾年的時(shí)間里，經(jīng)歷了從依賴進(jìn)口到自主研發(fā)的過程，促進(jìn)國家節(jié)能環(huán)保能力的持續(xù)提升。
在慶祝中華人民共和國成立70周年聯(lián)歡活動(dòng)上，5400平方米的五星紅旗，在天安門廣場(chǎng)的網(wǎng)幕上冉冉升起，這一幕點(diǎn)燃全場(chǎng)。獲得2019年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)的“高光效、長(zhǎng)壽命半導(dǎo)體照明”項(xiàng)目就為這面巨大的國旗提供了技術(shù)和產(chǎn)品支撐。北京世園會(huì)那只五彩斑斕的大蝴蝶，還有2008年北京奧運(yùn)會(huì)等重大活動(dòng)，都有這個(gè)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的身影。
半導(dǎo)體照明聯(lián)合創(chuàng)新國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任 李晉閩：70周年大慶的時(shí)候，我們也一直很驕傲地在講，天安門廣場(chǎng)的幾乎所有的光源，我們項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)也曾經(jīng)參與到里頭的。
點(diǎn)亮了多個(gè)重大活動(dòng)的夜空，并獲得2019年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，成了我國“半導(dǎo)體照明”技術(shù)的高光時(shí)刻，這些時(shí)刻，凝聚著科研人員近20年的接續(xù)奮斗。
半導(dǎo)體照明聯(lián)合創(chuàng)新國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任 李晉閩：半導(dǎo)體照明是人類照明史上的第二次照明革命。2003年我們啟動(dòng)國家半導(dǎo)體照明工程的時(shí)候，甚至整個(gè)半導(dǎo)體照明的芯片完全依賴進(jìn)口。到現(xiàn)在，中國已經(jīng)成為全球最大的半導(dǎo)體照明的制造、消費(fèi)和出口國。
這些圓形的薄片，李晉閩稱它們是半導(dǎo)體照明的芯片。實(shí)際上，它是在特殊的裝置里按順序一層層“長(zhǎng)”出來的，像三明治一樣，上下為正負(fù)極連接電路，中間為量子結(jié)構(gòu)發(fā)光層，正負(fù)電電荷在此相遇復(fù)合后釋放光子，每一層厚度僅有2-3納米。精確切割后，每個(gè)碳素筆筆頭那么小的一塊兒就相當(dāng)于白熾燈的燈絲，成為半導(dǎo)體照明的光源。
中科院半導(dǎo)體研究所研究員 劉志強(qiáng)：生長(zhǎng)過程中，我們控制中間的量子頂層的組分、厚度，可以實(shí)現(xiàn)不同顏色的發(fā)光，電轉(zhuǎn)化為光達(dá)到90%這樣一個(gè)轉(zhuǎn)化效率。15年前還是一個(gè)概念，是一個(gè)自主研發(fā)的過程。
半導(dǎo)體照明聯(lián)合創(chuàng)新國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任 李晉閩：早期其中一個(gè)介質(zhì)膜的工藝環(huán)節(jié)控制得不是特別精準(zhǔn)，就導(dǎo)致光效遲遲很難提高。十年磨一劍，花了有將近10年時(shí)間，不斷地在改進(jìn)介質(zhì)膜，才有了今天我們達(dá)到這么高光效。
高光效，就是將電轉(zhuǎn)換成更多的光，而不是像白熾燈的傳統(tǒng)照明光源那樣，只有5%成了光，95%成了熱，造成電量的巨大浪費(fèi)。而半導(dǎo)體照明光效，是白熾燈的20倍、節(jié)能燈的5倍。李晉閩介紹說，目前我國半導(dǎo)體照明核心器件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，使用率約為50%，每年節(jié)約用電量約為2700億度，相當(dāng)于3個(gè)三峽水電站的發(fā)電量。
半導(dǎo)體照明聯(lián)合創(chuàng)新國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任 李晉閩：當(dāng)時(shí)一個(gè)光源大概就要賣到一百多人民幣，當(dāng)時(shí)我們?cè)谥v，半導(dǎo)體照明產(chǎn)品要進(jìn)入千家萬戶的話，性能要提高8倍，價(jià)格要降低100倍。基本上現(xiàn)在一瓦在一塊錢左右，價(jià)格現(xiàn)在不是降低100倍了，將近降到了400倍左右。
更令獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)欣慰的是，根據(jù)我國加入的《水俁公約》，從2020年起，將禁止生產(chǎn)及進(jìn)出口含汞產(chǎn)品，其中就包括目前使用廣泛的熒光燈。面對(duì)這項(xiàng)新挑戰(zhàn)，他們?cè)缫炎龊昧藴?zhǔn)備。
