庆祝改革开放40周年系列报道（吉林篇）之三十四：中国是唯一掌握通过稀土荧光粉生产低频闪交流LED产品的国家

  编者按：2018年，是中国改革开放40周年，吉林省作为重要的东北老工业基地之一，经济社会发生了巨大的变化。吉林人勇于创新、勤于改革，取得了令人瞩目的伟大成就，在科技、文化、工业、教育等方面获得了多项全国“第一”。为此，国际在线吉林频道推出“40个全国第一 见证吉林巨变”——庆祝改革开放40周年系列报道。

  国际在线吉林消息（刘苏）：2013年6月16日，由中国科学院长春应用化学研究所和四川新力光源股份有限公司联合研发的“发光余辉寿命可控稀土LED发光材料的研发及其在半导体照明中的应用”成果，使中国成为世界上唯一掌握通过稀土荧光粉生产低频闪交流LED产品的国家。

  近日，国际在线吉林频道见到了中国科学院长春应用化学研究所的张洪杰院士，了解项目背后的故事。

张洪杰院士在做实验。中国科学院长春应用化学研究所 供图

  张洪杰回忆说：“1978年，我从北京大学化学系毕业后分配到中科院长春应化所，师从苏锵院士从事稀土研究，2013年当选中科院院士，2015年当选发展中国家科学院院士。”

  “我觉得搞科研就应该用求真务实、持之以恒这种精神来勇攀高峰，如果谁都能做，那还叫啥搞科研了，谁都能做，那就简单了，搞科研这个东西就是要坚持，任何一个项目都不放弃，无论做多长的时间。”张洪杰说道。

  据了解，张洪杰现任中国稀土协会理事长，中国化学会和中国稀土学会常务理事，973项目首席科学家，国家基金委重大项目负责人，迄今，张洪杰已发表SCI收录论文500余篇，被他人正面引用2万多次；任10种国内外期刊的主编、副主编或编委；已授权发明专利62项；以第一完成人获国家自然科学二等奖、中科院杰出科技成就奖（突出贡献者）等。

稀土交流LED光源生产线。中国科学院长春应用化学研究所 供图

  谈到LED照明，张洪杰介绍说：“LED照明是新一代照明光源，核心技术都被欧、美、日、韩等国掌握，加速我国LED科技创新，提升LED产业整体水平，掌握核心关键材料和器件知识产权，是国家的重大需求。”

  目前，LED照明光源均使用直流电作为驱动，而市电为交流电，直流LED器件不能直接使用，在工作时必须经交、直流转换，这就会带来电能耗损高、元器件寿命短、产生热量大、电源成本高、设备占有空间大等问题，解决方案之一是直接使用交流电驱动芯片，但是，目前世界各国使用的交流电频率均为50或60赫兹，由于交流电在其周期内要经历电流值从大到小和正反向的过程，因此当使用交流电驱动LED芯片时，芯片的发光也会具有同样的周期变化过程，从而导致发光频闪。

  张洪杰介绍，2006年，长春应化所与四川新力光源有限公司开始合作，瞄准国际LED发展前沿，研发出具有自主知识产权、发光余辉寿命可控的新型稀土LED发光材料及交流LED器件，新型稀土LED发光材料的发光余辉寿命与交流电频率匹配，实现了LED芯片不发光时发光粉仍然发光，解决了交流LED发光频闪的世界性难题，并实现了从基础研究到产业化的跨越，使中国成为世界上唯一掌握通过稀土荧光粉生产低频闪交流LED产品的国家。

  这项技术产品具有散热好、能量转换效率高、体积小等优势，并可提高使用寿命1倍以上，降低能耗和成本15%和20%以上。这项技术产品已获得国家发明专利3项，PCT国际专利获得美、日、俄罗斯、韩国、新加坡和欧盟等国授权，低频闪交流LED产品已销往美国、加拿大、墨西哥、西班牙、巴西等多个国家，技术成果于2013年度获得澳大利亚“金袋鼠”世界创新奖。

稀土交流LED室内照明产品。中国科学院长春应用化学研究所 供图

  张洪杰团队利用交流LED技术和稀土发光材料丰富的光谱开发出一系列耐高湿、安规合格、寿命长的植物补光灯，并投入了实际应用。

  张洪杰介绍，所谓植物补光灯，是指使用灯光代替太阳光来提供植物生长发育所需光源的一种灯具，钠灯补光能量消耗大，寿命短，波长单一，并且发热度极高。为了改善补光灯的缺点，张洪杰团队研究发明了交流LED植物补光灯。

补光灯给圣女果大棚补光。中国科学院长春应用化学研究所 供图

  “升级版”的交流LED植物补光灯具备能耗少、寿命长、光谱丰富并可根据不同植物需要进行调节的特点，不仅可提供光源保证生产，还能提升植物品质，减少大棚种植物农药使用量，使产品更加绿色，因此，也被称为高效“光肥”。

  张洪杰说，冬季的吉林省平均气温零下11摄氏度，最低气温可达零下30多摄氏度，通过使用交流LED植物补光灯，首次实现了北方冬季也能生产热带水果，“有了交流LED植物补光灯，在气候相对寒冷的北方种植南方甚至热带的水果已经不是难事。”

补光灯给车厘子补光。中国科学院长春应用化学研究所 供图

张洪杰研究员（左）与李成宇研究员探讨交流LED应用的关键科学与技术问题。中国科学院长春应用化学研究所 供图

  据了解，植物补光灯已在北京、山东、吉林、黑龙江、辽宁、内蒙古、河北等地区推广使用，特别适用于冬季日照时间短、雾霾和阴雨天使用，解决因光照不足造成大棚作物生长速度缓慢、产量低、成熟晚等情况，同时也适合南方阴雨季节蔬菜、水果和花卉的补光需要。

  除了植物补光灯之外，张洪杰团队正在积极开拓稀土交流LED照明产品在家禽养殖和海洋产品补光领域的应用。