LED具有效率高、 体积小、 功耗低、 寿命长等优点, 并且因其具有可轻易实现宽幅光谱调控的特性, 在植物照明领域崭露头角。 植物照明用LED分为两大类, 一类是单色光LED, 另一类是白光LED, 其中植物照明用白光LED可与单色LED混合或者单独使用从而实现植物补光照明。 植物封装用白光LED大部分采用蓝光LED芯片或紫外LED芯片和荧光粉组合实现, 即荧光粉转换型白光LED, 但是光谱集中于可见光偏蓝, 对植物进行光合作用的效率不明显。 植物对于光的吸收不是全波段的而是有选择性的, 基于植物光合作用吸收光谱的特殊性, 将白光LED光谱的显色性能作为评判其光谱是否适合植物生长所需的光质的标准, 其平均显色指数Ra, 特殊显色指数R9(饱和红光), R12(饱和蓝光)被考虑选择为植物照明用白光LED的主要性能评价参数。 为设计出植物进行生长发育所需要的、 性能良好的能应用于植物照明领域的白光LED, 选用常见商用YAGG为绿色颜色转换材料, 选用(Sr, Ca)AlSiN3为红色颜色转换材料, 并用传统高温固相法制备了系列光谱可调的(Sr, Ca)AlSiN3荧光粉, 并进行了光谱性能分析。 通过将搭建好的LED结构模型导入光学仿真软件并分别引入绿色荧光粉颗粒、 红色荧光粉颗粒以及蓝光芯片的特性参数, 在Lighttools中分别建立了单蓝光LED芯片(450 nm)和双蓝光LED芯片(450+470 nm)激发(Sr, Ca)AlSiN3和YAGG荧光粉组合, 实现了白光LED的光学仿真模型, 研究了两种激发模式下仿真得到的不同色温白光LED的光谱功率分布及其显色性能。 用蓝光LED芯片、 (Sr, Ca)AlSiN3以及YAGG荧光粉组合进行了单芯片和双芯片显色性能差异的封装验证。 通过将Sr0.8Ca0.12AlSiN3∶0.08Eu2+和YAGG荧光粉的混合物点涂在双蓝光LED芯片上进行了白光LED的封装制备, 获得了Ra=91.2, R9=96.1, R12=78.9, 光谱辐射光效LER=126 lm·W-1的高效高显色白光LED其含有植物生长所需要的蓝光和红光。

辐致光伏效应同位素电池因其具有小型化、长寿命等特点, 已被广泛研究。研究工作主要致力于提升同位素电池的输出性能。本研究选取全无机钙钛矿量子点作为荧光材料, 利用其发射光可调的特性以匹配不同的后端光伏器件, 调控优化后同位素电池的最大输出功率显著提升, 可提高2.51～3.97倍。基于上述研究结果讨论了优化后端器件的适配性对于核探测和核医学成像等领域的应用价值和参考意义。