转自：天津日报
万物生长依靠阳光，不同植物所需光的类型具有一定差异性。LED因其具有波长可调节、光电转换效率高、寿命长等优势，可以模拟出更有益于植物生长的自然条件，加速其光合作用过程。植物照明产业应运而生。
日前，记者来到天津三安光电有限公司（以下简称三安光电）。这家公司和中国科学院过程工程研究所、河北工业大学、北京赛科康仑环保科技有限公司共同合作研发的“砷化镓LED外延、芯片绿色制造技术研究”项目前不久获得了2023年度天津市科学技术进步二等奖。植物照明芯片技术是这一课题中的重要成果之一。
“植物光合作用所需的660—700纳米波段的光，是以砷化镓为衬底长出外延层，形成铝镓铟磷结构发出的——这种技术上世纪70年代就被提出了，但由于外延层发的光大多会被砷化镓衬底所吸收，光电转换效率只有45%左右。”三安光电总经理蔡坤煌介绍。
“2017年，大家想到，要是把吸光的这一层拿掉，不就可以将光萃取出来了吗？”蔡坤煌说。一项激动人心的研发随之开始——
“我们想到了两种办法，在外延层的上面再加一块透明材料作为衬底，或者加上一块以硅为原料的反射镜，然后将衬底、外延层以及最上面的一层材料整体反转过来，再用化学方法去掉吸收光的砷化镓衬底，达到提升光电转换效率的目的。”
创新，比的是方法，更是作为。技术原理说来简单，但实施过程往往极其艰辛。“在此之前，几乎没什么范例可以参照，我们做了很多摸索。比如去掉砷化镓衬底，用什么化学溶液？用什么设备？当我们确定了一款化学溶液，又面临选择哪一个品牌的问题。每一个环节，都需要通过一遍遍实验，才能找到最优方案。”蔡坤煌说。
要攀登高峰，需要持续的科技攻关。从2017年提出设想时的45%，到2022年提升至75%，再到眼下的84%，光电转换效率一路提升的背后，是科技创新“不耍小聪明”的“每一步”；是同样一年时间里，“别人做12轮实验，我们做36轮的拼尽全力”。
照明技术的发展史就是人类文明进步史的缩影。“以前一提起LED，大家就知道和照明相关，例如广场上、演唱会上的显示屏。如今LED已经延伸出更多有价值的应用方向。”蔡坤煌说，“照明+农业”的跨界融合模式催生了一个庞大的新兴市场，在粮食生产、果蔬培育、花卉种植等多个领域，以植物灯为核心技术的产业应用方案正在越来越普及。随着产业发展不断提速，畜牧业、渔业等多个新赛道也在实现新突破。
在节能降耗、减污降碳方面，砷化镓LED照明产品也有亮眼的成绩。蔡坤煌介绍：“通过采用无砷化技术，我们初步统计：近3年含砷废水排放大概减少了16万吨，同时由于转换效率的提升，整体能耗降低，近3年我们终端客户从中产生的经济效益约为26亿元。”
“企业的生存根本要靠技术创新来驱动，想要赢得市场，关键在于能否跟上时代的步伐。”蔡坤煌说，“未来，我们这一束‘光’，还将照亮更多领域、更大市场！”
实验室里，获奖团队仍然在向新的高点进军……
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