深紫外LED市場應用探究

孫如超 漢茹 莊文清

摘 要：回首人類發展歷史每一次具有重大影響的病毒出現都牽動著人類命運共同體的變動，病毒的出現也在一定程度上推動醫療殺菌等領域的技術進步與發展。從殺菌消毒的角度，物理殺菌消毒有通過高溫帶來蛋白質變性，短波紫外線可以破壞細胞DNA、RNA分子結構鏈。化學殺菌消毒包括氣體滅菌，比如臭氧，強氧化，破壞細胞RNA、DNA和酶，新陳代謝障礙。液體滅菌，如酒精、洗手液等，適合于皮膚、無菌器具和設備的消毒。藥物滅菌，比如抗生素等。隨著技術進步，紫外LED光源在殺菌消毒領域有了更多的發展空間。

關鍵詞：深紫外LED;物理殺菌;發展空間

一、深紫外LED技術概述

深紫外線LED目前可用作紫外線固化光源，醫療紫外線光療，紫外線通訊，深度紫外線LED凈化，光催化氧化煙霧凈化技術，光催化空氣凈化技術，紫外線LED植物照明，熒光技術等。在醫療和食品領域，低壓汞燈經常用于滅菌，但是汞很容易對環境有害，因此研究人員一直希望找到性能良好的環保替代品。深紫外線是一種波長較短的紫外線，對殺死細菌和病毒非常有效。然而，使用常規的紫外線消毒設備存在一些問題。與普通紫外線燈相比，使用AIGaN材料的深紫外線LED的發射波長（LED紫外線燈的有效區域）可以覆蓋210-365nm的紫外線波長，這是該波長UVC LED的實現。作為設備產品的理想材料，它具有許多其他常規紫外線光源無法比擬的優勢。

二、國內外深紫外LED技術發展

近年來，中國的紫外線LED（UV LED）目前主要用于生物醫學，防偽識別，凈化（水，空氣等）領域，計算機數據存儲和軍事領域。隨著技術的進步，似乎新的應用將繼續取代原始的技術和產品。UV LED具有廣闊的市場應用前景。例如，UV LED光療在未來是一種非常流行的醫療設備，但該技術仍然存在一些問題。

中國科學技術大學微電子學院，通過結合藍寶石襯底的傾斜切角和三維載體的量子阱的控制，實現了上述研究突破。紫外線僅占太陽能的5%，但已廣泛用于人類生活中。本發明廣泛用于諸如空氣滅菌，水凈化和固體表面滅菌的領域。常規的紫外光源通常通過汞蒸氣的排放而激發以產生紫外光。它具有高功耗，發熱量大，使用壽命短，響應慢以及潛在的安全隱患。新的外部光源使用發光二極管（發光二極管：LED）的發光原理。與傳統的汞燈相比，有許多優點，其中最重要的是它們不含有毒的汞。《Minamata公約》的實施預示著將在2020年全面禁止使用含汞的紫外線燈。因此，開發新的環保高效的紫外光源是人們面臨的重要挑戰。基于寬帶隙半導體材料的紫外線發光二極管已成為新應用中的非雙重選擇。所有固態光源系統都具有緊湊，高效和使用壽命長的優點。使用一個芯片，拇指蓋的尺寸可以發射比汞燈更強的紫外線。

在藍光LED領域具有優勢的日本UV-LED開發受到了全世界的關注。特別是，日亞化學（Nichia）遠遠領先于365nm UV-LED研究，美國領先于深度UV研究，其代表公司是美國的SMTI，但最近超過了日本，而且臺灣和韓國相對起步較早。

三、國內相關項目發展

在2020年期間，制造商相繼表達了UVC LED的發展趨勢，并推出了各種植入UVC LED的消毒滅菌產品或具有相關功能的產品。 最近，三星推出了帶有UV-C燈的無線充電器，該充電器可以在為手機充電時對耳機和智能手表設備進行消毒。 Oracle照明發布了AIR Solo，這是一種UV-C LED消毒口罩，集成的UV-C LED可以提供消毒。 Sanan光電，Cobos商業機器人和Naze光電共同為B端市場推出了一種新型的深紫外線UVC-LED移動殺人機器人。美的和三安光電還開發了一種冰箱，使用“深紫外線去除技術”去除水果和蔬菜中的農藥殘留。

空調公司還推出了具有UV-C殺菌和消毒功能的空調產品。格力聲稱細菌殺滅率已達到99.15%，并推出了UV-C殺菌空調，而海爾雷神空調聲稱，激活UV-C深紫外線殺菌功能后，空氣殺菌率可以提高到95%。相關功能產品也點燃了上游UVC-LED供應商。其UV-C芯片目前已批量生產，其中有100多個客戶使用260-280nm波段的深紫外UV-C產品。中科六安紫外線光電技術有限公司，公司的主要產品是UV LED燈珠，芯片和模塊。新的冠狀肺炎爆發后，產品銷售非常火爆，而且仍然強勁。市場需求。

從去年開始UV-C市場滲透率和消費者意識大大提高。此外，UV-C LED模塊體積小，可以輕松添加到家用電器中，并且將來可以與家用電器和機器人集成。 UV-C LED市場需求為表面滅菌，TWS頭戴式耳機，（便攜式）滅菌燈中的家用電器（空氣，靜態/動態水滅菌），浴室設施，商業應用（空調，表面滅菌和凈水）以及汽車空氣滅菌等市場。 UV-C LED制造商已經進行了多年努力，相信隨著UV-C LED技術的穩定以及品牌和消費者認可度的提高，UV-C LED可以發展成為長期的市場需求。

四、相關標準研究

UV-C LED是一項新技術，建立相關標準的工作才剛剛開始。在紫外線水消毒領域，已經有國際通用的UV-C 《NSF/ANSI 55》技術標準，該標準將在2019年為新興的UV-C LED光源增加一系列特殊認證計劃，以生產，銷售和使用相關產品，提供了參考和方向。此外，依然存在沒有特定標準的UV-C LED面臨尷尬的局面。

作為UV消毒設備的技術路線，UV-C可以參考《紫外線消毒器衛生要求》（GB 28235-2020），該書已于今年4月由美國市場法規局和國家標準化局批準并發布，該標準對特定的材料和技術進行了標準化。我建議。規范要求，適用范圍，使用方法，檢查方法，標志和包裝等。《紫外線消毒器衛生要求》更接近于紫外線熒光燈的標準，并且對UV-C LED的相關性能沒有特殊要求。

今年5月，全球照明協會發布了《UV-C安全性指南》，以確保在發布相關標準之前，UV-C產品是“遵循的規則”。相關國際標準的開發可能需要幾個月甚至更長的時間。考慮到當前的市場發展狀況以及行業對相關技術指南的迫切需求，全球照明協會起草并發布了《UV-C安全性指南》，將作為過渡性指導技術文件，為UV-C設備和產品制造商提供參考。

五、發展前景

深紫外LED在生產過程中不使用汞作為發光材料。它是無汞，環保的，并符合聯合國環境規劃署制定的《水俁公約》規定。作為《水俁公約》的主要締約國之一，中國正在積極執行公約的規定，有序地禁止汞使用，為發展深紫外LED提供了巨大的機會。這種流行病的發展使公眾對深紫外LED的公共健康，安全和防疫有了更深入的了解，并使業界能夠探索更多的應用場景和產品設計方向。

深紫外LED進一步發展的關鍵：首先，從紫外LED工業的來源加大技術研究力度，顯著改善層數，不斷提高產品性能和可靠性，并滿足各種應用領域的需求。是逐漸滿足。解決行業的基礎技術瓶頸。

第二是加強行業內部的溝通與合作。整個產業鏈中的上下游企業共同努力，在深紫外線LED半導體光電技術領域對抗流行病并贏得新的發展。

第三，通過及時完善以研發機構，公司和聯盟為首的行業標準，制定標準化體系，逐步建立適合深紫外LED市場的新型標準化體系，以填補標準化空白和這將為工業發展提供長期的未來提供動力和支持。

結語

為應對病毒防控材料和技術的迫切需求，相關企業采取科學合理的態度，有條件的企業根據自身的特點積極，謹慎地生產有關的紫外線消毒，紅外測溫產品和自動化生產。建議設備和智能產品的開發和使用，相關的項目研究應基于當前的情況和長遠的眼光。在打開市場的同時，有必要加強技術研究和跨學科合作，以應用為導向，在整個產業鏈中形成協同創新，提高產品質量，降低成本，并向社會提供優質產品。將繼續為LED相關研究做出貢獻，以維護公共安全，預防傳染病并改善人民的生活。

參考文獻：

[1] 張翔.淺析深紫外LED的前景與市場應用價值[J].價值工程，2018：304-305.

[2] 李連開.RayVio以全新產品推動深紫外LED創新[J].計算機與網絡，2018：80.

[3] 上海驥騰機電工程有限公司.深紫外LED流動水殺菌裝置和殺菌方法：[P].2018