慶祝改革開放40週年系列報道（吉林篇）之三十四：中國是唯一掌握通過稀土熒光粉生産低頻閃交流LED産品的國家

  編者按：2018年，是中國改革開放40週年，吉林省作為重要的東北老工業基地之一，經濟社會發生了巨大的變化。吉林人勇於創新、勤於改革，取得了令人矚目的偉大成就，在科技、文化、工業、教育等方面獲得了多項全國“第一”。為此，國際在線吉林頻道推出“40個全國第一 見證吉林巨變”——慶祝改革開放40週年系列報道。

  國際在線吉林消息（劉蘇）：2013年6月16日，由中國科學院長春應用化學研究所和四川新力光源股份有限公司聯合研發的“發光余輝壽命可控稀土LED發光材料的研發及其在半導體照明中的應用”成果，使中國成為世界上唯一掌握通過稀土熒光粉生産低頻閃交流LED産品的國家。

  近日，國際在線吉林頻道見到了中國科學院長春應用化學研究所的張洪傑院士，了解項目背後的故事。

張洪傑院士在做實驗。中國科學院長春應用化學研究所 供圖

  張洪傑回憶説：“1978年，我從北京大學化學系畢業後分配到中科院長春應化所，師從蘇鏘院士從事稀土研究，2013年當選中科院院士，2015年當選發展中國家科學院院士。”

  “我覺得搞科研就應該用求真務實、持之以恒這種精神來勇攀高峰，如果誰都能做，那還叫啥搞科研了，誰都能做，那就簡單了，搞科研這個東西就是要堅持，任何一個項目都不放棄，無論做多長的時間。”張洪傑説道。

  據了解，張洪傑現任中國稀土協會理事長，中國化學會和中國稀土學會常務理事，973項目首席科學家，國家基金委重大項目負責人，迄今，張洪傑已發表SCI收錄論文500余篇，被他人正面引用2萬多次；任10種國內外期刊的主編、副主編或編委；已授權發明專利62項；以第一完成人獲國家自然科學二等獎、中科院傑出科技成就獎（突出貢獻者）等。

稀土交流LED光源生産線。中國科學院長春應用化學研究所 供圖

  談到LED照明，張洪傑介紹説：“LED照明是新一代照明光源，核心技術都被歐、美、日、韓等國掌握，加速我國LED科技創新，提升LED産業整體水準，掌握核心關鍵材料和器件知識産權，是國家的重大需求。”

  目前，LED照明光源均使用直流電作為驅動，而市電為交流電，直流LED器件不能直接使用，在工作時必須經交、直流轉換，這就會帶來電能耗損高、元器件壽命短、産生熱量大、電源成本高、設備佔有空間大等問題，解決方案之一是直接使用交流電驅動晶片，但是，目前世界各國使用的交流電頻率均為50或60赫茲，由於交流電在其週期內要經歷電流值從大到小和正反向的過程，因此當使用交流電驅動LED晶片時，晶片的發光也會具有同樣的週期變化過程，從而導致發光頻閃。

  張洪傑介紹，2006年，長春應化所與四川新力光源有限公司開始合作，瞄準國際LED發展前沿，研發出具有自主知識産權、發光余輝壽命可控的新型稀土LED發光材料及交流LED器件，新型稀土LED發光材料的發光余輝壽命與交流電頻率匹配，實現了LED晶片不發光時發光粉仍然發光，解決了交流LED發光頻閃的世界性難題，並實現了從基礎研究到産業化的跨越，使中國成為世界上唯一掌握通過稀土熒光粉生産低頻閃交流LED産品的國家。

  這項技術産品具有散熱好、能量轉換效率高、體積小等優勢，並可提高使用壽命1倍以上，降低能耗和成本15%和20%以上。這項技術産品已獲得國家發明專利3項，PCT國際專利獲得美、日、俄羅斯、韓國、新加坡和歐盟等國授權，低頻閃交流LED産品已銷往美國、加拿大、墨西哥、西班牙、巴西等多個國家，技術成果于2013年度獲得澳大利亞“金袋鼠”世界創新獎。

稀土交流LED室內照明産品。中國科學院長春應用化學研究所 供圖

  張洪傑團隊利用交流LED技術和稀土發光材料豐富的光譜開發出一系列耐高濕、安規合格、壽命長的植物補光燈，並投入了實際應用。

  張洪傑介紹，所謂植物補光燈，是指使用燈光代替太陽光來提供植物生長髮育所需光源的一種燈具，鈉燈補光能量消耗大，壽命短，波長單一，並且發熱度極高。為了改善補光燈的缺點，張洪傑團隊研究發明瞭交流LED植物補光燈。

補光燈給聖女果大棚補光。中國科學院長春應用化學研究所 供圖

  “升級版”的交流LED植物補光燈具備能耗少、壽命長、光譜豐富並可根據不同植物需要進行調節的特點，不僅可提供光源保證生産，還能提升植物品質，減少大棚種植物農藥使用量，使産品更加綠色，因此，也被稱為高效“光肥”。

  張洪傑説，冬季的吉林省平均氣溫零下11攝氏度，最低氣溫可達零下30多攝氏度，通過使用交流LED植物補光燈，首次實現了北方冬季也能生産熱帶水果，“有了交流LED植物補光燈，在氣候相對寒冷的北方種植南方甚至熱帶的水果已經不是難事。”

補光燈給車厘子補光。中國科學院長春應用化學研究所 供圖

張洪傑研究員（左）與李成宇研究員探討交流LED應用的關鍵科學與技術問題。中國科學院長春應用化學研究所 供圖

  據了解，植物補光燈已在北京、山東、吉林、黑龍江、遼寧、內蒙古、河北等地區推廣使用，特別適用於冬季日照時間短、霧霾和陰雨天使用，解決因光照不足造成大棚作物生長速度緩慢、産量低、成熟晚等情況，同時也適合南方陰雨季節蔬菜、水果和花卉的補光需要。

  除了植物補光燈之外，張洪傑團隊正在積極開拓稀土交流LED照明産品在家禽養殖和海洋産品補光領域的應用。