無電極燈制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)關(guān)于一種由微波驅(qū)動的無電極燈，該無電極燈提供含紫外光、可見光和紅外光的全光譜連續(xù)輻射，且包括由無汞金屬鹵化物組成的第一填充組成。借此，可使該無電極燈具有環(huán)保、高光效、使用壽命長、低光衰等優(yōu)點(diǎn)，并符合AM?1.5G的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而應(yīng)用于太陽光模擬器的領(lǐng)域。

Electrodeless lamp

The present invention relates to an electrodeless lamp driven by the microwave, the electrodeless lamp provides optical containing ultraviolet visible and infrared spectrum, continuous radiation, and comprises a first filler composed of mercury free metal halide. In this way, the advantages of environmental protection, high efficiency, electrodeless lamp with the advantages of long service life, low luminous decay, and conforms to the AM 1.5G standard, and then applied to the field of solar simulator.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
無電極燈
本專利技術(shù)是關(guān)于一種無電極燈，特別是一種可提供全光譜連續(xù)輻射的無電極燈。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有氣體放電燈技術(shù)中，如高壓汞燈、低壓汞燈、短弧氙氣燈、長弧氙氣燈、金屬鹵素?zé)簟⒏邚?qiáng)度放電燈(HID燈)等，通常是通過填充各式氣體或添加劑至燈體中，并借由電極激發(fā)填充的物質(zhì)來提供不同范圍及比例的光譜。然而，由于所填充的物質(zhì)具有不同的老化特性，長時(shí)間的使用及作用時(shí)所產(chǎn)生的高溫使得電極與添加劑容易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，而導(dǎo)致氣體放電燈的光譜改變及強(qiáng)度衰減。再者，使用于前述氣體放電燈技術(shù)的燈具，其外部常裝設(shè)有外部濾光器以調(diào)整光譜的輸出，然而該外部濾光器的架設(shè)將降低整體燈源的發(fā)光功效，且其中的濾光片亦容易受長時(shí)間的光照影響而老化。為突破上述缺點(diǎn)，無電極燈(亦稱為等離子燈或等離子燈)因此問世。同屬氣體放電燈的無電極燈，是于一密封透明的燈體內(nèi)填充化學(xué)惰性氣體和一或多種活性成分(如汞、硫、硒、碲、或金屬鹵化物)，并通過一射頻或微波能量來激發(fā)填充的物質(zhì)而提供光源。無電極燈的使用壽命長達(dá)約40,000至90,000小時(shí)，遠(yuǎn)高于目前已知的發(fā)光體(含LED)，且在長期使用下仍能保持一致的光譜特性，再者，其光譜的演色性CRI>95是所有當(dāng)前發(fā)光體中最近似陽光的。自1970年代起，Childs等學(xué)者帶動無電極的微波硫燈的研究。微波硫燈是一種以微波驅(qū)動的全光譜無電極燈，該微波硫燈是于石英泡殼內(nèi)填充硫，并借由2,450MHz的微波輻射來激發(fā)，使硫被加熱至極高溫而形成等離子態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生連續(xù)光譜。微波硫燈具有高光效、使用壽命長、光譜連續(xù)、無汞污染、良好的流明維持率、瞬時(shí)啟動等優(yōu)點(diǎn)，且大約73％的發(fā)光落在可見光譜范圍，而有害的紫外線成分不到1％。無電極燈的相關(guān)技術(shù)在許多篇專利文獻(xiàn)上都有披露，例如，美國專利US5404076、US5866980A、US6469444B1、US5606220A、US5866981A、US6633111B1、US2010/0117533A1等，然而這些文獻(xiàn)多是針對借由調(diào)整填充物質(zhì)的種類及條件，以使燈具的光譜范圍、發(fā)光效率、及顯色性能更符合普通照明的應(yīng)用。在產(chǎn)業(yè)上，太陽光模擬器(SolarSimulator)是廣泛應(yīng)用于太陽能電池(PhotovoltaicCell、或稱光伏電池)系統(tǒng)的性能評估。太陽光模擬器是借由光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以獲得與于地球表面所接收的自然太陽光照特性一致的光源，從而確保精確且可再現(xiàn)的測試結(jié)果。為整合和規(guī)范太陽光模擬器的光譜特性與量測，已于國際上訂立如IEC60904-9、ASTME927-10、JISC8912、CNS13059-9等標(biāo)準(zhǔn)，及IEC61215、IEC61646等光電元件的試驗(yàn)規(guī)范。依據(jù)這些規(guī)范，一標(biāo)準(zhǔn)的太陽能電池(光伏電池)的量測應(yīng)以強(qiáng)度為100mW/cm2的AM1.5G的標(biāo)準(zhǔn)入射光源進(jìn)行。如圖1所示，在已知技術(shù)中，使用于普通照明的現(xiàn)有硫燈的發(fā)光光譜分布較窄，所發(fā)射的光主要落在可見光光譜范圍內(nèi)，落在紫外光光譜與紅外光光譜的比例都偏低，故無法滿足上述規(guī)范，因此在改良上多利用(氙氣)放電燈和鹵素?zé)舻牟煌M合來作為太陽光模擬器的標(biāo)準(zhǔn)光源。另外，亦可通過設(shè)置適當(dāng)?shù)臑V光器對所發(fā)出的光譜進(jìn)行校正。而如美國專利US5866980A與US6469444B1所述，盡管可借由在硫燈中添加微量金屬鹵化物來修正硫燈的光譜性能，然而由于過量的金屬鹵化物易與硫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致硫燈難以啟動或無法重復(fù)點(diǎn)燈的問題，且金屬鹵化物的添加比例有一定限制，故欲借由添加微量金屬鹵化物來擴(kuò)大紫外光與紅外光的光譜范圍的效果也相當(dāng)有限。有鑒于此，如何改善上述缺失，提供一種無電極燈，以使其可產(chǎn)生全光譜連續(xù)輻射并滿足AM1.5G的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)乃此一業(yè)界極待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一目的在于提供一種無電極燈，其所發(fā)出的光的光譜可集中在350nm-1,100nm的范圍內(nèi)，故得以涵蓋紫外光、可見光與紅外光等三部分光譜，并作為模擬太陽標(biāo)準(zhǔn)光源的應(yīng)用，具有長壽命、極低光衰等特色。本專利技術(shù)的第一特征在于：無電極燈的主要填充物質(zhì)不采用硫成份，而是以活性金屬溴化物為主成份來取代。此改良后的無電極燈能夠避免微波硫燈在光譜表現(xiàn)上的缺點(diǎn)，獲得更寬廣且穩(wěn)定的光譜分布。本專利技術(shù)的主要填充物質(zhì)為金屬溴化物，即：溴化銦、三溴化銻、二溴化鈷、溴化鎂，或這些金屬溴化物的混合物。當(dāng)燈泡之外徑為3.5cm時(shí)，所添加的金屬溴化物總量可在16mg到40mg范圍內(nèi)，也就是0.93mg/cm3到2.33mg/cm3的濃度范圍，故與一般具有兩端電極的鹵素?zé)艋蚨鄠€(gè)金屬放電燈中常用的金屬碘化物，二者在性能上還是有很大的不同。本專利技術(shù)的第二特征在于：無電極燈的燈泡內(nèi)可同時(shí)添加少量金屬銻。金屬銻的添加將有助于此微波無電極燈的快速啟動，以及可縮短關(guān)燈冷卻后再啟動的時(shí)間。于先前技術(shù)中，有些是使用金屬銦，但本填充金屬銻的組成以溴化銻為主。金屬銻在燈泡發(fā)光時(shí)可參與高溫等離子反應(yīng)，冷卻時(shí)會過飽和析出于石英內(nèi)壁上，因此不會產(chǎn)生不良的化學(xué)作用。本專利技術(shù)的第三特征在于：無電極燈的燈泡內(nèi)也可添加少量稀土族金屬鹵化物或微量過渡金屬鹵化物。所添加的稀土族金屬鹵化物，包括一種或多種稀土族金屬鹵化物混合物組成，例如稀土族金屬為鏑(Dy)、鈥(Ho)及/或銫(Cs)等。少量稀土族金屬鹵化物也有助于此微波無電極燈快速啟動，以及提高發(fā)光效率和顯色性能，克服過去都無法在燈泡積熱下再次啟動，改善后的效果可達(dá)到關(guān)燈后可立即在30秒內(nèi)快速啟動的優(yōu)勢能力。為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)由一微波驅(qū)動的一無電極燈包含一電磁殼體、一燈泡、一導(dǎo)電性篩網(wǎng)及一磁控管。電磁殼體是具有一微波供應(yīng)腔，燈泡是借由一燈體設(shè)置于電磁殼體的微波供應(yīng)腔上，導(dǎo)電性篩網(wǎng)是包覆燈泡設(shè)置，且磁控管是可借由一導(dǎo)波管將所產(chǎn)生的微波提供至微波供應(yīng)腔內(nèi)。其中，燈泡內(nèi)是填充含有一無汞金屬鹵化物的一填充物，且該填充物包含一第一填充組成、一第二填充組成、一第三填充組成及一第四填充組成。為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)的無電極燈的第一填充組成為具有溴化銦與溴化銻的一第一混合物組成、第二填充組成為具有活性金屬元素的一第二混合物組成、第三填充組成為具有一或多種稀土族金屬鹵化物的一第三混合物組成、且第四填充組成為惰性氣體的一第四混和物組成。為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)的無電極燈的第一混合物組成包括三溴化銻、二溴化鈷及/或溴化鎂。為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)的無電極燈的第二混合物組成包含銻(Sb)。為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)的無電極燈的第三混合物組成包括鏑(Dy)、鈥(Ho)及/或銫(Cs)。為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)的無電極燈的第四混和物組成包括氦氣、氖氣、氬氣及/或氙氣。為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)的無電極燈的第一填充組成、第二填充組成與第三填充組成的濃度是介于0.6-2.9mg/cm3之間。為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)的無電極燈的第一填充組成、第二填充組成與第三填充組成的濃度是介于0.9-2.3mg/cm3之間。為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)的無電極燈更包含以透光石英構(gòu)成的一燈泡壁。為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)的無電極燈的燈泡所發(fā)射的光為含紫外光、可見光和紅外光的一全光譜連續(xù)輻射光。附圖說明為讓本專利技術(shù)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說明，其中：圖1為先前技術(shù)中微波硫燈的連續(xù)光譜與AM1.5G標(biāo)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種由一微波驅(qū)動的無電極燈，包含：一電磁殼體，是具有一微波供應(yīng)腔；一燈泡，是借由一燈體設(shè)置于該電磁殼體的該微波供應(yīng)腔上；一導(dǎo)電性篩網(wǎng)，是包覆該燈泡設(shè)置；以及一磁控管，是可借由一導(dǎo)波管將所產(chǎn)生的微波提供至該微波供應(yīng)腔內(nèi)；其中，該燈泡內(nèi)是填充含有一無汞金屬鹵化物的一填充物，且該填充物包含一第一填充組成、一第二填充組成、一第三填充組成及一第四填充組成。

【技術(shù)特征摘要】
2015.12.11 TW 104141688;2016.03.15 TW 1051079021.一種由一微波驅(qū)動的無電極燈，包含：一電磁殼體，是具有一微波供應(yīng)腔；一燈泡，是借由一燈體設(shè)置于該電磁殼體的該微波供應(yīng)腔上；一導(dǎo)電性篩網(wǎng)，是包覆該燈泡設(shè)置；以及一磁控管，是可借由一導(dǎo)波管將所產(chǎn)生的微波提供至該微波供應(yīng)腔內(nèi)；其中，該燈泡內(nèi)是填充含有一無汞金屬鹵化物的一填充物，且該填充物包含一第一填充組成、一第二填充組成、一第三填充組成及一第四填充組成。2.如權(quán)利要求1所述的無電極燈，其特征在于，該第一填充組成為具有溴化銦與溴化銻的一第一混合物組成、該第二填充組成為具有活性金屬元素的一第二混合物組成、該第三填充組成為具有一或多種稀土族金屬鹵化物的一第三混合物組成、且該第四填充組成為惰性氣體的一第四混和物組成。3....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李昆達(dá)，
申請(專利權(quán))人：李昆達(dá)，
類型：發(fā)明
國別省市：中國臺灣,71