植物工廠 _
2009/10/12 舊新聞 http://blog.udn.com/joneshih/3399503
昭和電工開發出發光波長660nm光輸出功率11mW的植物培育用四元紅色LED
昭和電工開發出了最適合栽培植物的四元紅色LED晶片,發光波長為660nm,光輸出功率為業界最高水準,達到了11mW。
開發目的是替換植物工廠使用的螢光燈,目前已開始銷售樣品。
此次的四元紅色LED晶片的特點是提高了發光波長為660nm時的LED光輸出功率,此前很難實現如此高的光輸出功率。
製作發光波長峰值為660nm的四元紅色LED晶片時,要在GaAs底板上形成鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)及磷(P)4元素層,由於4元素層與GaAs底板的光柵常數不具有整合性,因此光輸出功率會大幅下降。在4元素層與GaAs底板的光柵常數具有整合性的情況下形成的LED晶片在使用時,發光波長峰值最高為650nm。此次防止了光輸出功率的下降。
此前,發光波長為660nm的LED在製成四元產品時無法避免光輸出功率下降的問題,因此僅有鋁、鎵、砷(As)三元LED實現了實用化。不過,三元LED的光輸出功率僅為3mW左右。
該公司此次將四元紅色LED的外部量子效率(向外部釋放的光能量與輸入電量的比例)提高到了三元產品的3倍左右,達到了40%。這是因為除了提高光輸出功率外,還對電極形狀、配置及表面處理等方面進行了改進。該公司2008年5月發佈的發光效率為80lm/W的四元紅色LED也對電極形狀、配置及表面處理等方面進行了相同的改進。
此次的四元紅色LED晶片的特點是提高了發光波長為660nm時的LED光輸出功率,此前很難實現如此高的光輸出功率。
製作發光波長峰值為660nm的四元紅色LED晶片時,要在GaAs底板上形成鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)及磷(P)4元素層,由於4元素層與GaAs底板的光柵常數不具有整合性,因此光輸出功率會大幅下降。在4元素層與GaAs底板的光柵常數具有整合性的情況下形成的LED晶片在使用時,發光波長峰值最高為650nm。此次防止了光輸出功率的下降。
此前,發光波長為660nm的LED在製成四元產品時無法避免光輸出功率下降的問題,因此僅有鋁、鎵、砷(As)三元LED實現了實用化。不過,三元LED的光輸出功率僅為3mW左右。
該公司此次將四元紅色LED的外部量子效率(向外部釋放的光能量與輸入電量的比例)提高到了三元產品的3倍左右,達到了40%。這是因為除了提高光輸出功率外,還對電極形狀、配置及表面處理等方面進行了改進。該公司2008年5月發佈的發光效率為80lm/W的四元紅色LED也對電極形狀、配置及表面處理等方面進行了相同的改進。
此次的紅色LED晶片的應用範圍可擴展到植物工廠的應用市場。因為該晶片可高效生成促進植物生長的波長為660nm的光。
目前植物工廠促進植物生長的光源主要採用螢光燈及鈉燈(Sodium Lamp)。不過,利用這些光源發出的光中,波長為660nm的光較少,浪費了能量。另外,螢光燈壽命較短,僅為1萬小時左右。
另外,採用三元紅色LED晶片時,光輸出功率較小,要想得到所需的光輸出功率,需要採用大量晶片,存在成本較高的問題。
而使用此次發光波長為660nm的四元LED晶片,與使用原來的三元LED晶片時相比,獲得同等亮度時使用的電量可削減70%左右。這是因為光輸出功率高達11mW,利用較少的晶片便可製作低成本的植物工廠用燈。另外,通過削減光源所產生的熱量,還可接近植物照明,從而提高植物工廠的效率。
該公司的電子業務部長福田俊司表示,“將根據目前樣品供貨的反應情況預測市場規模、設定價格。由於無需大幅改變現有的製造工藝便可生產,並且不存在造成成本上漲的主要因素,因此將根據性能較原產品提高的程度,設定一個可以接受的合理價格”。(特約記者:北原 洋明)
目前植物工廠促進植物生長的光源主要採用螢光燈及鈉燈(Sodium Lamp)。不過,利用這些光源發出的光中,波長為660nm的光較少,浪費了能量。另外,螢光燈壽命較短,僅為1萬小時左右。
另外,採用三元紅色LED晶片時,光輸出功率較小,要想得到所需的光輸出功率,需要採用大量晶片,存在成本較高的問題。
而使用此次發光波長為660nm的四元LED晶片,與使用原來的三元LED晶片時相比,獲得同等亮度時使用的電量可削減70%左右。這是因為光輸出功率高達11mW,利用較少的晶片便可製作低成本的植物工廠用燈。另外,通過削減光源所產生的熱量,還可接近植物照明,從而提高植物工廠的效率。
該公司的電子業務部長福田俊司表示,“將根據目前樣品供貨的反應情況預測市場規模、設定價格。由於無需大幅改變現有的製造工藝便可生產,並且不存在造成成本上漲的主要因素,因此將根據性能較原產品提高的程度,設定一個可以接受的合理價格”。(特約記者:北原 洋明)
日本科學家正在研究一種種植蔬菜的全新方式,在一個可控制的無菌環境下生產蔬菜。這些被稱為“植物工廠”的蔬菜種植園能夠每週7天,每天24小時生產萵苣和其他綠葉蔬菜。
在植物工廠中,與蔬菜生長所需環境相關的每一個環節都是可控的——從日照、溫度、濕度到水,甚至連二氧化碳水準也可每分鐘加以調節。植物工廠的種植者均戴手套和口罩並身著防塵服。在此之前,我們經常在化工廠看到這些“裝備”。
目前,日本植物工廠種植的蔬菜包括綠葉蔬菜、萵苣以及茼蒿,產品全部以高價出售給日本消費者。這些蔬菜在種植過程中完全不使用殺蟲劑。由於在無菌條件下生長,也不存在被細菌污染的風險,所以,植物工廠生產出的蔬菜可以在不清洗情況下安全食用。值得一提的是,植物工廠中種植的萵苣每年可採摘20次。一些面積較大的植物工廠每年可提供300萬株蔬菜。
據悉,對於蔬菜種植過程中化學藥物的使用,日本政府也越來越關注和重視。日本東京植物工廠Ozu公司的發言人表示:“植物工廠在不讓蔬菜與外部空氣接觸情況下進行種植。通過控制日照、溫度、濕度、二氧化碳和水,我們能夠保證全年的穩定蔬菜供應。此外,植物工廠的蔬菜也能夠滿足消費者希望食用安全食品的這種需求。”
日本生物環境工學會植物工廠部會(SHITA)
在使用LED照明的植物工廠栽培高附加值蔬菜,FairyAngel聯合CCS開展實驗
蔬菜栽培公司FairyAngel宣佈,將與LED照明廠商CCS聯手,從09年2月開始研究使用LED照明進行蔬菜栽培。實驗將在FairyAngel的蔬菜工廠“AngelFarm福井”的生產線上進行。實驗後,將以量產為目標改進生產線。
FairyAngel推進的蔬菜工廠使用密閉的潔凈室培育植物。將光的照射、空調管理、以及植物培育所需營養素等控制在最佳狀態,又稱完全控制型工廠。目前使用螢光燈做光源,實驗將改用LED燈。目前已經知道,在植物的生長階段,用特定的LED光照射植物,植物的生長速度和營養值等成分會發生改變,所以該公司決定開展採用LED照明的研究。
利用LED照明進行植物培育的共同研究將分3個階段進行。第1階段,穩定栽培優質蔬菜。該階段,CCS負責開發可確保穩定生產的LED照明產品,FairyAngel的目標是確立液肥和空調等核心技術以保證栽培穩定。第2階段,建立蔬菜工廠的商務模式。該階段,CCS將開發可低成本生產的LED照明,FairyAngel將開拓高附加值蔬菜的市場和銷路。第3階段,在日本國內外投建蔬菜工廠。該階段,CCS設計符合蔬菜工廠條件和規模的LED照明,FairyAngel的目標是挖掘蔬菜工廠設備的需求,實現全球蔬菜的穩定供應。(記者:大久保 聰)
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