发布时间：2020-04-09
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从1903年，Niels Ryberg Finsen因紫外线杀灭结核病菌获得诺贝尔生理与医药奖，紫外线杀菌具有上百年的历史。紫外线对包括2019-nCoV病毒在内的细菌病毒除杀作用已被国家卫计委官方和大量案例证明，其原理为：通过对细菌、病毒等微生物的照射、破坏其DNA和RNA分子结构，达到杀灭消毒效果。
目前，全球范围内在家用、医疗、工业用途等紫外线灯中，汞灯占据着半壁江山，但存在外形笨重、启动时间长，易碎、使用寿命短、巨毒、破裂后会造成汞泄漏污染环境，产生臭氧污染等缺点。对于汞的危害，2013年联合国环境规划署通过了旨在全球范围内控制和减少汞排放的国际公约《水俣公约》。2016年我国批准《关于汞的水俣公约》，禁止生产及进出口含汞产品。水俣公约已在2017年生效。
相比汞灯，深紫外LED杀菌有诸多优势：高度杀菌性，深紫外LED所发出的UV段紫外光对细菌、病毒杀灭作用一般在几秒以内，传统方法，达到相同效率一般需要20分钟至1小时；广泛杀菌性，对几乎所有细菌和病毒都能杀灭；安全环保（不含汞）；功耗较低，体积小、设计灵活、安装方便，可以应用在传统紫外汞灯无法应用的狭小空间。紫外线指的是电磁波谱中波长从10nm～400nm 辐射的总称，而深紫外光一般指短于300nm的紫外光。
如在《“新国防“与第三代半导体》一文中所说，受限于外延材料和芯片技术，目前深紫外LED的外量子效率还比较低。日本理化学研究所平山秀树教授课题组深紫外LED研发，实验室高达到20.3％，但是深紫外LED整体水平在10%以下，商业化水平在1%-3%。有深紫外专家预测，10%的发光效率是商业化是一道门槛，才会真正启动规模应用；效率达到20%，才具备替代低压汞灯的能力。当前，深紫外LED的效率太低，要获得相同的功率，成本是低压汞灯的200倍，在大功率杀菌场合完全无法使用。如，效率3%的深紫外LED，在紫外光功率为96W时，需要电功率3200W，加上光学、驱动和散热，共计要20万元，成本是低压汞灯的200～400倍。
新冠疫情催发的巨大杀菌消毒需求，促使相关企业和单位在围绕深紫外LED杀菌的产品进行研发，比如空调、加湿器、除湿烘干器等空气类，冰箱、消毒柜等食品类、饮用水类、口罩等医疗防护器械类各种杀菌用品。各种有意思的杀菌产品涌现，比如手机消毒盒、杀菌毛巾架、电梯手扶消毒器等。我觉得紫外LED相对汞灯的优势不仅仅体现在技术进步，而安全可靠和体积小巧的特征则赋予其更大的设计空间和艺术美感。这对于产品的推广应用也很重要。紫外杀菌还包括UVA波段紫外催化杀菌技术和产品。
国内基于AlGaN基紫外材料和器件相关研究机构有中科院半导体所、北京大学、广东半导体产业技术研究院、华中科大、厦门大学、西安电子科大、河北工业大学等，及中科潞安、湖北深紫、青岛杰生电气、三安光电等企业。受益于新冠疫情带来的紫外杀菌消毒的较大市场需求驱动，AlGaN基深紫外LED器件的技术将快速进步，广大的杀菌消毒市场将徐徐开启。
