深紫外LED市场应用探究

孙如超 汉茹 庄文清

摘 要：回首人类发展历史每一次具有重大影响的病毒出现都牵动着人类命运共同体的变动，病毒的出现也在一定程度上推动医疗杀菌等领域的技术进步与发展。从杀菌消毒的角度，物理杀菌消毒有通过高温带来蛋白质变性，短波紫外线可以破坏细胞DNA、RNA分子结构链。化学杀菌消毒包括气体灭菌，比如臭氧，强氧化，破坏细胞RNA、DNA和酶，新陈代谢障碍。液体灭菌，如酒精、洗手液等，适合于皮肤、无菌器具和设备的消毒。药物灭菌，比如抗生素等。随着技术进步，紫外LED光源在杀菌消毒领域有了更多的发展空间。

关键词：深紫外LED;物理杀菌;发展空间

一、深紫外LED技术概述

深紫外线LED目前可用作紫外线固化光源，医疗紫外线光疗，紫外线通讯，深度紫外线LED净化，光催化氧化烟雾净化技术，光催化空气净化技术，紫外线LED植物照明，荧光技术等。在医疗和食品领域，低压汞灯经常用于灭菌，但是汞很容易对环境有害，因此研究人员一直希望找到性能良好的环保替代品。深紫外线是一种波长较短的紫外线，对杀死细菌和病毒非常有效。然而，使用常规的紫外线消毒设备存在一些问题。与普通紫外线灯相比，使用AIGaN材料的深紫外线LED的发射波长（LED紫外线灯的有效区域）可以覆盖210-365nm的紫外线波长，这是该波长UVC LED的实现。作为设备产品的理想材料，它具有许多其他常规紫外线光源无法比拟的优势。

二、国内外深紫外LED技术发展

近年来，中国的紫外线LED（UV LED）目前主要用于生物医学，防伪识别，净化（水，空气等）领域，计算机数据存储和军事领域。随着技术的进步，似乎新的应用将继续取代原始的技术和产品。UV LED具有广阔的市场应用前景。例如，UV LED光疗在未来是一种非常流行的医疗设备，但该技术仍然存在一些问题。

中国科学技术大学微电子学院，通过结合蓝宝石衬底的倾斜切角和三维载体的量子阱的控制，实现了上述研究突破。紫外线仅占太阳能的5%，但已广泛用于人类生活中。本发明广泛用于诸如空气灭菌，水净化和固体表面灭菌的领域。常规的紫外光源通常通过汞蒸气的排放而激发以产生紫外光。它具有高功耗，发热量大，使用寿命短，响应慢以及潜在的安全隐患。新的外部光源使用发光二极管（发光二极管：LED）的发光原理。与传统的汞灯相比，有许多优点，其中最重要的是它们不含有毒的汞。《Minamata公约》的实施预示着将在2020年全面禁止使用含汞的紫外线灯。因此，开发新的环保高效的紫外光源是人们面临的重要挑战。基于宽带隙半导体材料的紫外线发光二极管已成为新应用中的非双重选择。所有固态光源系统都具有紧凑，高效和使用寿命长的优点。使用一个芯片，拇指盖的尺寸可以发射比汞灯更强的紫外线。

在蓝光LED领域具有优势的日本UV-LED开发受到了全世界的关注。特别是，日亚化学（Nichia）远远领先于365nm UV-LED研究，美国领先于深度UV研究，其代表公司是美国的SMTI，但最近超过了日本，而且台湾和韩国相对起步较早。

三、国内相关项目发展

在2020年期间，制造商相继表达了UVC LED的发展趋势，并推出了各种植入UVC LED的消毒灭菌产品或具有相关功能的产品。 最近，三星推出了带有UV-C灯的无线充电器，该充电器可以在为手机充电时对耳机和智能手表设备进行消毒。 Oracle照明发布了AIR Solo，这是一种UV-C LED消毒口罩，集成的UV-C LED可以提供消毒。 Sanan光电，Cobos商业机器人和Naze光电共同为B端市场推出了一种新型的深紫外线UVC-LED移动杀人机器人。美的和三安光电还开发了一种冰箱，使用“深紫外线去除技术”去除水果和蔬菜中的农药残留。

空调公司还推出了具有UV-C杀菌和消毒功能的空调产品。格力声称细菌杀灭率已达到99.15%，并推出了UV-C杀菌空调，而海尔雷神空调声称，激活UV-C深紫外线杀菌功能后，空气杀菌率可以提高到95%。相关功能产品也点燃了上游UVC-LED供应商。其UV-C芯片目前已批量生产，其中有100多个客户使用260-280nm波段的深紫外UV-C产品。中科六安紫外线光电技术有限公司，公司的主要产品是UV LED灯珠，芯片和模块。新的冠状肺炎爆发后，产品销售非常火爆，而且仍然强劲。市场需求。

从去年开始UV-C市场渗透率和消费者意识大大提高。此外，UV-C LED模块体积小，可以轻松添加到家用电器中，并且将来可以与家用电器和机器人集成。 UV-C LED市场需求为表面灭菌，TWS头戴式耳机，（便携式）灭菌灯中的家用电器（空气，静态/动态水灭菌），浴室设施，商业应用（空调，表面灭菌和净水）以及汽车空气灭菌等市场。 UV-C LED制造商已经进行了多年努力，相信随着UV-C LED技术的稳定以及品牌和消费者认可度的提高，UV-C LED可以发展成为长期的市场需求。

四、相关标准研究

UV-C LED是一项新技术，建立相关标准的工作才刚刚开始。在紫外线水消毒领域，已经有国际通用的UV-C 《NSF/ANSI 55》技术标准，该标准将在2019年为新兴的UV-C LED光源增加一系列特殊认证计划，以生产，销售和使用相关产品，提供了参考和方向。此外，依然存在没有特定标准的UV-C LED面临尴尬的局面。

作为UV消毒设备的技术路线，UV-C可以参考《紫外线消毒器卫生要求》（GB 28235-2020），该书已于今年4月由美国市场法规局和国家标准化局批准并发布，该标准对特定的材料和技术进行了标准化。我建议。规范要求，适用范围，使用方法，检查方法，标志和包装等。《紫外线消毒器卫生要求》更接近于紫外线荧光灯的标准，并且对UV-C LED的相关性能没有特殊要求。

今年5月，全球照明协会发布了《UV-C安全性指南》，以确保在发布相关标准之前，UV-C产品是“遵循的规则”。相关国际标准的开发可能需要几个月甚至更长的时间。考虑到当前的市场发展状况以及行业对相关技术指南的迫切需求，全球照明协会起草并发布了《UV-C安全性指南》，将作为过渡性指导技术文件，为UV-C设备和产品制造商提供参考。

五、发展前景

深紫外LED在生产过程中不使用汞作为发光材料。它是无汞，环保的，并符合联合国环境规划署制定的《水俣公约》规定。作为《水俣公约》的主要缔约国之一，中国正在积极执行公约的规定，有序地禁止汞使用，为发展深紫外LED提供了巨大的机会。这种流行病的发展使公众对深紫外LED的公共健康，安全和防疫有了更深入的了解，并使业界能够探索更多的应用场景和产品设计方向。

深紫外LED进一步发展的关键：首先，从紫外LED工业的来源加大技术研究力度，显着改善层数，不断提高产品性能和可靠性，并满足各种应用领域的需求。是逐渐满足。解决行业的基础技术瓶颈。

第二是加强行业内部的沟通与合作。整个产业链中的上下游企业共同努力，在深紫外线LED半导体光电技术领域对抗流行病并赢得新的发展。

第三，通过及时完善以研发机构，公司和联盟为首的行业标准，制定标准化体系，逐步建立适合深紫外LED市场的新型标准化体系，以填补标准化空白和这将为工业发展提供长期的未来提供动力和支持。

结语

为应对病毒防控材料和技术的迫切需求，相关企业采取科学合理的态度，有条件的企业根据自身的特点积极，谨慎地生产有关的紫外线消毒，红外测温产品和自动化生产。建议设备和智能产品的开发和使用，相关的项目研究应基于当前的情况和长远的眼光。在打开市场的同时，有必要加強技术研究和跨学科合作，以应用为导向，在整个产业链中形成协同创新，提高产品质量，降低成本，并向社会提供优质产品。将继续为LED相关研究做出贡献，以维护公共安全，预防传染病并改善人民的生活。

参考文献：

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