7月1日，《天津日報》頭版報道高新區企業天津三安光電有限公司深耕LED照明產品綠色制造技術，以創新之“光”錨定產業新賽道。
萬物生長依靠陽光，不同植物所需光的類型具有一定差異性。LED因其具有波長可調節、光電轉換效率高、壽命長等優勢，可以模擬出更有益于植物生長的自然條件，加速其光合作用過程。植物照明產業應運而生。
日前，記者來到天津三安光電有限公司（以下簡稱三安光電）。這家公司和中國科學院過程工程研究所、河北工業大學、北京賽科康侖環保科技有限公司共同合作研發的“砷化鎵LED外延、芯片綠色制造技術研究”項目前不久獲得了2023年度天津市科學技術進步二等獎。植物照明芯片技術是這一課題中的重要成果之一。
“植物光合作用所需的660—700納米波段的光，是以砷化鎵為襯底長出外延層，形成鋁鎵銦磷結構發出的——這種技術上世紀70年代就被提出了，但由于外延層發的光大多會被砷化鎵襯底所吸收，光電轉換效率只有45%左右。”三安光電總經理蔡坤煌介紹。
“2017年，大家想到，要是把吸光的這一層拿掉，不就可以將光萃取出來了嗎？”蔡坤煌說。一項激動人心的研發隨之開始——
“我們想到了兩種辦法，在外延層的上面再加一塊透明材料作為襯底，或者加上一塊以硅為原料的反射鏡，然后將襯底、外延層以及最上面的一層材料整體反轉過來，再用化學方法去掉吸收光的砷化鎵襯底，達到提升光電轉換效率的目的。”
創新，比的是方法，更是作為。技術原理說來簡單，但實施過程往往極其艱辛。“在此之前，幾乎沒什么范例可以參照，我們做了很多摸索。比如去掉砷化鎵襯底，用什么化學溶液？用什么設備？當我們確定了一款化學溶液，又面臨選擇哪一個品牌的問題。每一個環節，都需要通過一遍遍實驗，才能找到最優方案。”蔡坤煌說。
要攀登高峰，需要持續的科技攻關。從2017年提出設想時的45%，到2022年提升至75%，再到眼下的84%，光電轉換效率一路提升的背后，是科技創新“不耍小聰明”的“每一步”；是同樣一年時間里，“別人做12輪實驗，我們做36輪的拼盡全力”。
照明技術的發展史就是人類文明進步史的縮影。“以前一提起LED，大家就知道和照明相關，例如廣場上、演唱會上的顯示屏。如今LED已經延伸出更多有價值的應用方向。”蔡坤煌說，“照明+農業”的跨界融合模式催生了一個龐大的新興市場，在糧食生產、果蔬培育、花卉種植等多個領域，以植物燈為核心技術的產業應用方案正在越來越普及。隨著產業發展不斷提速，畜牧業、漁業等多個新賽道也在實現新突破。
在節能降耗、減污降碳方面，砷化鎵LED照明產品也有亮眼的成績。蔡坤煌介紹：“通過采用無砷化技術，我們初步統計：近3年含砷廢水排放大概減少了16萬噸，同時由于轉換效率的提升，整體能耗降低，近3年我們終端客戶從中產生的經濟效益約為26億元。”
“企業的生存根本要靠技術創新來驅動，想要贏得市場，關鍵在于能否跟上時代的步伐。”蔡坤煌說，“未來，我們這一束‘光’，還將照亮更多領域、更大市場！”
實驗室里，獲獎團隊仍然在向新的高點進軍……
津公網備案：12019202000211
