CN109037404A - 植物萌芽照射二极管及其制备方法和植物萌芽照射灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种植物萌芽照射二极管及其制备方法和植物萌芽照射灯，涉及二极管技术领域，所述植物萌芽照射二极管包括基板、设置于所述基板上的发光芯片及封装所述发光芯片的透镜，所述透镜的内侧覆设有导电发光层，所述导电发光层包括氧化石墨烯，所述氧化石墨烯的发射波段为3‑15μm；改善目前植物萌芽生长LED灯均为冷光源，在远红外波段存在一定缺失的技术问题，本发明提供的植物萌芽照射二极管通过在透镜的内侧覆设有发射波段为3‑15μm的导电发光层，发射的光谱连续，不仅涵盖可见光波段，而且涵盖3‑15μm的远红外波段，能够满足植物萌芽所需的各种波段光的照射需求，能够有效缩短植物萌芽周期，提升植物萌芽率。
Description
技术领域
本发明涉及二极管技术领域，尤其是涉及一种植物萌芽照射二极管及其制备方法和植物萌芽照射灯。
背景技术
光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一，通过光质调节，控制植物生长发育的各个阶段是一项重要技术。LED(发光二极管)植物灯除了具有高效、节能、寿命长等优势，还能够根据植物所需提供不同“光肥”，在促进植物快速生长同时，能够达到高效、优质、增产、无公害目的。
研究表明，光照对植物萌芽阶段影响非常关键，除了必要的可见光波段影响着植物萌芽，远红外光对促进植物萌芽和提升萌芽率起着十分关键的作用。但目前植物萌芽生长LED灯均为冷光源，在远红外波段存在一定的缺失，导致植物萌芽生长慢，萌芽率低。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种植物萌芽照射发光二极管，以改善目前植物萌芽生长LED灯均为冷光源，在远红外波段存在一定缺失，导致植物萌芽生长慢，萌芽率低的技术问题。
本发明提供的植物萌芽照射二极管，包括基板、设置于所述基板上的发光芯片及封装所述发光芯片的透镜，所述透镜的内侧设置有导电发光层，所述导电发光层包括氧化石墨烯，所述氧化石墨烯的发射波段为3-15μm。
进一步的，所述导电发光层的厚度为1-50μm；
优选地，所述导电发光层的厚度为5-25μm，更优选为10-20μm。
进一步的，所述透镜由石墨烯玻璃制成，所述石墨烯玻璃的原料包括石英玻璃粉和石墨烯；
优选地，所述石英玻璃粉和所述石墨烯的质量比为(10-20):1，优选为(12-18):1。
进一步的，所述发光芯片的发射波段为245-1000nm，优选为400-750nm。
进一步的，所述发光芯片上覆设有荧光胶，所述荧光胶为荧光粉和硅胶的混合物；
优选地，所述荧光粉包括BaMgAl11O17:Eu、AlN:Eu、Sr10(PO4)6Cl2：Eu、(Sr,Ba)2SiO4:Eu、BaSi2O2N2:Eu、(Ba,Sr)Si2O2N2:Eu、Y3Al5O12:Ce、(Y,Lu)3Al5O12:Ce、(La,Y)3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ce、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、Lu3(Al,Ga)5O12:Ce、(Y,Lu)3(Al,Ga)5O12：Ce、La3Si6N12:Ce、(La，Y)3Si6N12:Ce、La3(Al,Si)6N12:Ce、SrSiN2:Eu、Sr2Si5N8:Eu、(Sr,Ca)2Si5N8:Eu、Ca2Si5N8:Eu、Ba2Si5N8:Eu、(Sr,Ca,Ba)2Si5N8:Eu、CaAlSiN3：Eu、(Ca，Sr)AlSiN3:Eu、SrAlSiN3:Eu、Mg4GeO5.5F:Mn、SrLiAl3N4:Eu、K2SiF6:Mn、K2GeF6:Mn、K2(Ge,Si)F6:Mn的至少一种；
优选地，所述荧光粉包括红色荧光粉和绿色荧光粉；
优选地，红色荧光粉和绿色荧光粉的质量比为(10-15):1，优选为11:1；
优选地，所述红色荧光粉包括CaAlSiN3:Eu；
优选地，所述红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的混合物；
进一步优选地，CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的质量比为(1-2)：(1-2)，更优选为1:1；
优选地，所述绿色荧光粉包括Lu3Al5O12:Ce。
进一步的，所述氧化石墨烯的制备方法包括如下步骤：
(a)将石墨和硝酸盐加入到浓硫酸中，混合均匀，然后加入高锰酸钾，混合均匀，进行一次氧化反应；
(b)将双氧水加入一次氧化反应后的溶液中，进行二次氧化反得到氧化石墨烯；
优选地，步骤(a)先在低温下进行，然后再升温至中温下进行；
优选地，所述低温的温度为0-4℃，所述中温的温度为25-40℃；
优选地，步骤(b)在高温下进行；
优选地，高温的温度为70-100℃；
优选地，所述石墨、所述硝酸盐、所述高锰酸钾和所述双氧水的质量比为(1-2)：1：(3-8)：(5-15)，优选为2:1：(5-7)：(8-12)，更优选为2:1:5:10。
进一步的，所述导电发光层还包括第一覆膜和第二覆膜，所述氧化石墨烯设置于所述第一覆膜和所述第二覆膜之间；
优选地，所述第一覆膜和所述第二覆膜均独立为PET膜；
优选地，所述基板为陶瓷基板或金属基板，优选为陶瓷基板。
进一步的，所述植物萌芽照射二极管，还包括支架，固晶胶和导线，所述基板通过固晶胶固定于所述支架上，且与所述支架电连接，所述导线用于将所述支架与电源电连接。
本发明的目的之二在于提供一种植物萌芽照射二极管的制备方法，包括如下步骤：
(A)将发光芯片设置于基板上；
(B)将导电发光层覆设于透镜的内侧；
(C)采用覆设有导电发光层的透镜封装所述基板，且所述发光芯片设置于所述透镜和所述基板围合成的封闭空间；
优选地，还包括步骤(D)，将所述基板固定于所述支架上；
优选地，还包括步骤(S)，步骤(S)设置于步骤(A)与步骤(B)之间，在发光芯片上覆设荧光胶。
本发明的目的之三在于提供一种植物萌芽照射灯，包括至少一个本发明提供的植物萌芽照射二极管。
本发明提供的植物萌芽照射二极管通过在透镜的内侧覆设有发射波段为3-15μm的导电发光层，发射的光谱连续，不仅涵盖可见光波段，而且涵盖3-15μm的远红外波段，能够满足植物萌芽所需的各种波段光的照射需求，能够有效缩短植物萌芽周期，提升植物萌芽率。
本发明提供的植物萌芽照射二极管的制备方法，工艺简单，操作方便，适用于工业化大生产，有效提高生产效率。
本发明提供的植物萌芽照射灯，采用本发明提供的植物萌芽照射二极管作为发光光源，发射的光谱连续，不仅涵盖可见光波段，而且涵盖3-15μm的远红外波段，能够满足植物萌芽所需的各种波段光的照射需求，能够有效缩短植物萌芽周期，提升植物萌芽率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的植物萌芽照射二极管的结构示意图；
图2为本发明实施例1中氧化石墨烯的光谱图；
图3为图2所示导电发光层的横截面结构示意图；
图4为本发明实施例2提供的植物萌芽照射二极管的结构示意图。
图标：220-AlN陶瓷基板；221-发光芯片；222-荧光胶；223-导电发光层；224-透镜；301-氧化石墨烯；302-第一覆膜；303-第二覆膜。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种植物萌芽照射二极管，包括基板，设置于基板上的发光芯片及封装发光芯片的透镜，透镜的内侧覆设有导电发光层，导电发光层包括氧化石墨烯，氧化石墨烯的发射波段为3-15μm。
本发明提供的植物萌芽照射二极管通过在透镜的内侧覆设有发射波段为3-15μm的导电发光层，发射的光谱连续，不仅涵盖可见光波段，而且涵盖3-15μm的远红外波段，能够满足植物萌芽所需的各种波段光的照射需求，能够有效缩短植物萌芽周期，提升植物萌芽率。
在本发明的一种优选实施方式中，氧化石墨烯的制备方法包括如下步骤：
(a)将石墨和硝酸盐加入到浓硫酸中，混合均匀，然后加入高锰酸钾，混合均匀，进行一次氧化反应；
(b)将双氧水加入一次氧化反应后的溶液中，进行二次氧化反得到氧化石墨烯。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤(a)中，先将浓硫酸置于低温中，再将石墨和硝酸盐加入浓硫酸中，搅拌均匀后，再加入高锰酸钾，搅拌均匀，进行氧化反应，然后再将温度升高至中温，以使得一次氧化反应进行更加完全。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤(b)中，将温度升高至高温，然后再加入双氧水，进行二次氧化，即制得氧化石墨烯。
在本发明的一种优选实施方式中，低温的温度为0-4℃，中温的温度为25-40℃，高温的温度为70-100℃。
在本发明的该优选实施方式中，低温的典型但非限制性的温度如为0、1、2、3或4℃；中温的典型但非限制性的温度如为25、28、30、32、35、38或40℃，高温的典型但非限制性的温度如为70、72、75、78、80、82、85、88、90、92、95、98或100℃。
在本发明的一种优选实施方式中，硝酸盐选自硝酸钠、硝酸镁和硝酸钾中的至少一种。
在本发明的一种优选实施方式中，石墨、硝酸盐、高锰酸钾和双氧水的质量比为(1-2)：1：(3-8)：(5-15)。
通过控制石墨、硝酸盐、高锰酸钾和双氧水的质量比为(1-2)：1：(3-8)：(5-15)，以使得制成的氧化石墨烯的发射波段集中在3-15μm。
在本发明中，石墨、硝酸盐、高锰酸钾和双氧水的质量比如为1:1:3:5、1:1:3:8、1:3:10、1:1:3:12、1:1:3:15、1:1:5:5、1:1:5:8、1:1:5:10、1:1:5:12、1:1:5:15、1:1:8:5、1:1:8:8、1:1:8:10、1:1:8:12、1:1:8:15、2:1:3:5、2:1:3:8、2:3:10、2:1:3:12、2:1:3:15、2:1:5:5、2:1:5:8、2:1:5:10、2:1:5:12、2:1:5:15、2:1:8:5、2:1:8:8、2:1:8:10、2:1:8:12、2:1:8:15。
在本发明的一种优选实施方式中，导电发光层的厚度为5-25μm。
在本发明的该优选实施方式中，导电发光层的厚度如为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25μm。
当导电发光层的厚度为5-25μm时，其对可见光的透光率和远红外光的发射效果优异，如果导电发光层的厚度小于5μm，不利于导电发光层的设置，且发射的3-15μm的远红外光的强度较差，无法满足植物萌芽照射的需要；当导电发光层的厚度大于25μm时，导电发光层对可见光的透光性较差，会降低二极管发射出的可见光的强度，影响植物萌芽率，尤其是当导电发光层的厚度为10-20μm时，其对可见管的透光率和远红外光的发射强度均更为优异，更适合植物萌芽照射需求。
在本发明的一种优选实施方式中，透镜由石墨烯玻璃制成，石墨烯玻璃的原料包括石英玻璃粉和石墨烯。
通过采用石英玻璃粉和石墨烯混合制成石墨烯玻璃，并采用石墨烯玻璃制成透镜，以提高透镜的导热性，从而提高二极管的使用寿命。
在本发明的一种优选实施方式中，石英玻璃粉和石墨烯的质量比为(10-20):1。
通过控制石英玻璃粉和石墨烯的质量比为(10-20):1，以保证石墨烯玻璃在具有优异的透光效果的同时还具有优异的导热效果。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，石英玻璃粉和石墨烯的质量比如为10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1。
在本发明的一种优选实施方式中，发光芯片的发射波段为245-1000nm。
通过将发光芯片的发射波段为245-1000nm，以保证植物萌芽对可见光的照射需求，尤其是当发光芯片的发射波段集中在400-750nm，如405nm、450nm、660nm和740nm时，发光芯片的发射波段其与植物吸收光谱更加对应，更有利于植物的萌芽和生长。
在本发明的一种优选实施方式中，发光芯片包括蓝光芯片、红光芯片和远红光芯片中的至少一种。
蓝光芯片的发射波段位于450nm，红光芯片的发射波段位于660nm，远红光芯片波段位于730nm，当发光芯片包括蓝光芯片、红光芯片和远红光芯片时，二极管照射植物时，植物萌芽率更高，植物萌芽周期更短。
在本发明的一种优选实施方式中，发光芯片上覆设有荧光胶，所述荧光胶为荧光粉和硅胶的混合物。
通过在发光芯片上覆设有荧光粉和硅胶混合而成的荧光胶，以使得荧光胶与发光芯片相配合，不仅能够提高光合光量子通量，而且更适合植物萌芽生长需要。
在本发明的一种优选实施方式中，荧光粉包括BaMgAl11O17:Eu、AlN:Eu、Sr10(PO4)6Cl2：Eu、(Sr,Ba)2SiO4:Eu、BaSi2O2N2:Eu、(Ba,Sr)Si2O2N2:Eu、Y3Al5O12:Ce、(Y,Lu)3Al5O12:Ce、(La,Y)3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ce、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、Lu3(Al,Ga)5O12:Ce、(Y,Lu)3(Al,Ga)5O12：Ce、La3Si6N12:Ce、(La，Y)3Si6N12:Ce、La3(Al,Si)6N12:Ce、SrSiN2:Eu、Sr2Si5N8:Eu、(Sr,Ca)2Si5N8:Eu、Ca2Si5N8:Eu、Ba2Si5N8:Eu、(Sr,Ca,Ba)2Si5N8:Eu、CaAlSiN3：Eu、(Ca，Sr)AlSiN3:Eu、SrAlSiN3:Eu、Mg4GeO5.5F:Mn、SrLiAl3N4:Eu、K2SiF6:Mn、K2GeF6:Mn、K2(Ge,Si)F6:Mn的一种或几种。
在本发明的一种优选实施方式中，荧光粉包括红色荧光粉和绿色荧光粉。
红色荧光粉的发射波段为610-670nm，绿色荧光粉的发射波段为500nm-550nm。通过采用红色荧光粉和绿色荧光粉的混合物作为荧光粉与硅胶混合成荧光胶，覆设于发光芯片上，以使得荧光粉与发光芯片及导电发光层相配合，所发出的照射光的光谱范围更宽更能够有效满足植物萌芽生长需要。
在本发明的一种优选实施方式中，红色荧光粉包括CaAlSiN3:Eu。
CaAlSiN3:Eu的荧光稳定性好，采用CaAlSiN3:Eu作为红色荧光粉以保证二极管照射时红光的稳定性。
在本发明的一种优选实施方式中，红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的混合物。
CaAlSiN3:Eu的荧光稳定性好，当搭配使用Mg4GeO5.5F:Mn时，两者发生协同效应，能够在保证荧光稳定性的同时提高光合光量子通量。
在本发明的进一步优选实施方式中，红色荧光粉中，CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的质量比为(1-2)：(1-2)。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的典型但非限制性的质量比如为1:2、1:1或2:1。
在本发明的一种优选实施方式中，绿色荧光粉包括Lu3Al5O12:Ce。
通过选用Lu3Al5O12:Ce作为绿色荧光粉，以保证荧光稳定性的同时保持较高的光合光量子通量。
在本发明的一种优选实施方式中，导电发光层可以为半球形，也可以为片形。
在本发明的一种优选实施方式中，导电发光层还包括第一覆膜和第二覆膜，氧化石墨烯设置于第一覆膜和第二覆膜之间。
通过设置第一覆膜和第二覆膜以为氧化石墨烯提供承载和支撑，使其更便于设置于透镜的内侧。
在本发明的进一步优选实施方式中，第一覆膜和第二覆膜均为PET膜。
PET膜又名耐高温聚酯薄膜。它具有优异的物理性能、化学性能及尺寸稳定性、透明性和可回收性。
在本发明的一种优选实施方式中，基板为陶瓷基本或金属基板，优选为陶瓷基板。
在本发明的一种优选实施方式中，植物萌芽照射二极管还包括支架，固晶胶和导线，基板通过固晶胶固定于支架上，且与支架电连接，导线用于将所述支架与电源电连接。
通过固晶胶将基板固定在支架上，以提高二极管的结构稳定性。
根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种植物萌芽照射二极管的制备方法，包括如下步骤：
(A)将发光芯片设置于基板上；
(B)将导电发光层覆设于透镜的内侧；
(C)采用覆设有导电发光层的透镜封装所述基板，且所述发光芯片设置于所述透镜和所述基板围合成的封闭空间；
本发明提供的植物萌芽照射二极管的制备方法，工艺简单，操作方便，适用于工业化大生产，有效提高生产效率。
在本发明的一种优选实施方式中，植物萌芽照射二极管的制备方法还包括步骤(D)，将基板固定于支架上。
通过将基板固定于支架上，以进一步增强植物照射二极管的结构稳定性。
在本发明的一种优选实施方式中，植物萌芽照射二极管的制备方法还包括步骤(S)，步骤(S)设置于步骤(A)与步骤(B)之间，在发光芯片上覆设荧光胶。
通过在发光芯片上覆设荧光胶，以使得荧光胶与发光芯片相配合，不仅能够提高光合光量子通量，而且更适合植物萌芽生长需要。
根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种植物萌芽照射灯，包括至少一个本发明提供的植物萌芽照射二极管。
本发明提供的植物萌芽照射灯，采用本发明提供的植物萌芽照射二极管作为发光光源，发射的光谱连续，不仅涵盖可见光波段，而且涵盖3-15μm的远红外波段，能够满足植物萌芽所需的各种波段光的照射需求，能够有效缩短植物萌芽周期，提升植物萌芽率。
下面结合实施例和对比例对本发明提供的技术方案做进一步的描述。
实施例1
图1为本发明实施例提供的萌芽照射二极管的结构示意图，如图1所示，本实施例提供了一种植物萌芽照射二极管，包括AlN陶瓷基板220，设置于AlN陶瓷基板220上的发光芯片221，和封装发光芯片221的透镜224，发光芯片221包括蓝光芯片、红光芯片和远红光芯片，蓝光芯片的发射波段位于450nm，红光芯片的发射波段位于660nm，远红光芯片的发射波段位于730nm，透镜224由石英玻璃粉和石墨烯制成，且石英玻璃粉与石墨烯的质量比为15:1，透镜224的内侧覆设有厚度为15μm的导电发光层223，导电发光层223包括氧化石墨烯301，氧化石墨烯301的发射波段为3-15μm。
其中，该氧化石墨烯301按照如下步骤制备而成：
(1)将锥形瓶放入冰水浴中，倒入23mL浓硫酸，在电磁搅拌下加入1g石墨和0.5g硝酸钠，搅拌3min，再加入高锰酸钾，搅拌110min，将温度升高至35℃，继续搅拌40分钟，完成一次氧化反应；
(2)将46mL去离子水加入锥形瓶中，将温度升高至95℃，持续加热30min，加入5g双氧水，进行二次氧化反应，最后进行提纯和干燥，得到氧化石墨烯301。
图2为本发明制备得到的氧化石墨烯301的光谱图，其中，Intensity代表强度，Wavelength代表波长(波段)，从图2可以看出，该氧化石墨烯301的发射波段为3-15μm。
图3为本实施例中导电发光层223的横截面结构示意图，如图3所示，在本实施例中，导电发光层223还包括第一覆膜302和第二覆膜303，氧化石墨烯301设置于第一覆膜302和第二覆膜303之间，以通过第一覆膜302和第二覆膜303为氧化石墨烯301提供负载和支撑；其中，第一覆膜302和第二覆膜303均为PET膜，厚度可忽略不计。
实施例2
图4为本发明实施例提供的萌芽照射二极管的结构示意图，如图4所示，本实施例提供了一种植物萌芽照射二极管，本实施例与实施例1的不同之处在于，发光芯片221上覆设有荧光胶222，该荧光胶222由荧光粉和硅胶混合而成，其中荧光粉包括红色荧光粉和绿色荧光粉，红色荧光粉和绿色荧光粉的质量比为11:1，红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu，绿色荧光粉为Lu3Al5O12:Ce。
实施例3
本实施例提供了一种植物萌芽照射二极管，本实施例与实施例2的不同之处在于，荧光粉包括红色荧光粉和绿色荧光粉，红色荧光粉和绿色荧光粉的质量比为11:1；其中，红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的混合物，且两者的质量比为1:2。
实施例4
本实施例提供了一种植物萌芽照射二极管，本实施例与实施例2的不同之处在于，荧光粉包括红色荧光粉和绿色荧光粉，红色荧光粉和绿色荧光粉的质量比为11:1；其中，红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的混合物，且两者的质量比为2:1；绿色荧光粉为Lu3Al5O12:Ce。
实施例5
本实施例提供了一种植物萌芽照射二极管，本实施例与实施例2的不同之处在于，荧光粉包括红色荧光粉和绿色荧光粉，红色荧光粉和绿色荧光粉的质量比为11:1；其中，红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的混合物，且两者的质量比为1:1；绿色荧光粉为Lu3Al5O12:Ce。
实施例6
本实施例提供了一种植物萌芽照射二极管，本实施例与实施例5的不同之处在于，荧光粉为红色荧光粉和绿色荧光粉的混合物，红色荧光粉和绿色荧光粉的质量比为50：1；其中，红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的混合物，且两者的质量比为1:1，绿色荧光粉为Lu3Al5O12:Ce；绿色荧光粉为Lu3Al5O12:Ce。
实施例7
本实施例提供了一种植物萌芽照射二极管，本实施例与实施例5的不同之处在于，荧光粉为红色荧光粉和绿色荧光粉的混合物，红色荧光粉和绿色荧光粉的质量比为1：10；其中，红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的混合物，且两者的质量比为1:1，绿色荧光粉为Lu3Al5O12:Ce。
实施例8
本实施例提供了一种植物萌芽照射二极管，本实施例与实施例5的不同之处在于，荧光粉为红色荧光粉，红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的混合物，且两者的质量比为1:1。
实施例9
本实施例提供了一种植物萌芽照射二极管，本实施例与实施例5的不同之处在于，荧光粉为绿色荧光粉，绿色荧光粉为Lu3Al5O12:Ce。
实施例10
本实施例与实施例5的不同之处在于，导电发光层的厚度为5μm。
实施例11
本实施例与实施例5的不同之处在于，导电发光层的厚度为25μm。
实施例12
本实施例与实施例5的不同之处在于，导电发光层的厚度为2μm。
实施例13
本实施例与实施例5的不同之处在于，导电发光层的厚度为40μm。
实施例14
本实施例与实施例5的不同之处在于，透镜由石英玻璃粉制成。
实施例15
本实施例与实施例5的不同之处在于，透镜由石英玻璃粉和石墨烯制成，且两者的质量比为5:1。
实施例16
本实施例与实施例5的不同之处在于，透镜由石英玻璃粉和石墨烯制成，且两者的质量比为50:1。
实施例17
本实施例与实施例5的不同之处在于，发光芯片为蓝光芯片，蓝光芯片的发射波段位于450nm；
实施例18
本实施例与实施例5的不同之处在于，发光芯片为红光芯片，红光芯片的发射波段位于660nm。
实施例19
本实施例与实施例5的不同之处在于，发光芯片为远红光芯片代远红光芯片的发射波段位于730nm。
实施例20
本实施例与实施例5的不同之处在于，发光芯片为蓝光芯片和红光芯片，蓝光芯片的发射波段位于450nm，红光芯片的发射波段位于660nm。
实施例21
本实施例提供了一种植物萌芽照射二极管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将发光芯片设置于基板上，任选的，在发光芯片上覆设荧光胶；
(2)将导电发光层覆设于透镜的内侧；
(3)采用覆设有导电发光层的透镜封装所述基板，且所述发光芯片设置于所述透镜和所述基板围合成的封闭空间，即制成植物萌芽照射二极管。
对比例1
本对比例提供了一种发光二极管，本对比例提供的二极管与实施例20的区别在于，未在透镜内侧设置导电发光层。
试验例1
将实施例2-5提供的二极管进行光合光量子效率测试，结果如表1所示。
表1植物萌芽照射二极管光合光量子通量数据表
从表1可以看出，实施例3-5提供的二极管的光合光量子通量显著高于实施例2，这说明当红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的混合物，且两者的质量比为(1-2)：(1-2)时，所制成的二极管的光合光量子通量更高。
试验例2
将实施例5和实施例14-17提供的植物萌芽照射二极管进行透光率和导热性能测试，测试结果如表2所示。
表2植物萌芽照射二极管的透光和导热性能表
| 透光性 | 导热性 | |
| 实施例5 | 透光性良好 | 导热性良好 |
| 实施例14 | 透光性良好 | 导热性差 |
| 实施例15 | 透光性较差 | 导热性良好 |
| 实施例16 | 透光性良好 | 导热性较差 |
从表2中可以看出，实施例5提供的二极管的透光性和导热性均明显优于实施例14-16，这说明当采用适应玻璃粉和石墨烯按照质量比(10-20)：1制成的石墨烯玻璃作为透镜材料时，其二极管的透光率和导热性更佳，能够有效延长二极管的使用寿命。
试验例3
为了测定不同植物萌芽照射灯对植物萌芽周期和萌芽率的影响，提供相邻试验田16块，分别为试验田1-16，16块试验田的光照时间、温度、土壤、水分及植物生长所需环境基本一致，均适合于种植草莓。在每块试验田中均种植1000粒草莓种子，其中试验田1采用实施例1提供的二极管进行照射，试验田2-10采用实施例5-13提供的二极管进行照射，试验田11-14采用实施例17-20提供的二极管进行照射，试验田15采用对比例1提供的二极管进行照射，试验田16为空白对照组，不采用二极管进行照射，16块试验田中草莓种子的萌芽周期和萌芽率如表3所示。
表3试验田草莓种子萌芽周期和萌芽率数据表
从试验田1-14与试验田15-16的对比可以看出，通过采用本实施例提供的植物萌芽照射二极管照射试验田，草莓种子的萌芽周期缩短，且萌芽率显著提升，这说明本发明提供的植物萌芽照射二极管通过在透镜的内侧覆设有发射波段为3-15μm的导电发光层，使得二极管发射的光谱连续，不仅涵盖可见光波段，而且涵盖3-15μm的远红外波段，能够满足植物萌芽所需的各种波段光的照射需求，能够有效缩短植物萌芽周期，提升植物萌芽率。
从试验田1与试验田2-6的对比可以看出，通过在发光芯片上覆射荧光粉和硅胶混合制成的荧光胶，使得二极管发出的光谱更适合草莓种子萌芽生长需要，从而缩短了草莓萌芽周期，提高了草莓萌芽率。
从试验田2与试验田3-6的对比可以看出，当荧光胶中的荧光粉为红色荧光粉和绿色荧光粉的混合物，且两者的质量比为(10-15):1时，其制成的二极管发出的光谱更适合草莓种子萌芽生长需要，从而缩短了草莓萌芽周期，提高了草莓萌芽率。
从试验田2与试验田7-10的对比可以看出，当二极管中导电发光层的厚度为5-25μm时，二极管发出的光谱更适合草莓萌芽生长需要，更能够有效提高草莓萌芽率，缩短草莓萌芽周期。
从试验田2与试验田11-14的对比可以看出，当二极管中发光芯片包括红光芯片、蓝光芯片和远红光芯片时，二极管发出的光谱更适合草莓萌芽生长需要，更能够有效提高草莓萌芽率，缩短草莓萌芽周期。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种植物萌芽照射二极管，其特征在于，包括基板、设置于所述基板上的发光芯片及封装所述发光芯片的透镜，所述透镜的内侧覆设有导电发光层，所述导电发光层包括氧化石墨烯，所述氧化石墨烯的发射波段为3-15μm。
2.根据权利要求1所述的植物萌芽照射二极管，其特征在于，所述导电发光层的厚度为1-50μm；
优选地，所述导电发光层的厚度为5-25μm，更优选为10-20μm。
3.根据权利要求1所述的植物萌芽照射二极管，其特征在于，所述透镜由石墨烯玻璃制成，所述石墨烯玻璃的原料包括石英玻璃粉和石墨烯；
优选地，所述石英玻璃粉和所述石墨烯的质量比为(10-20):1，优选为(12-18):1。
4.根据权利要求1所述的植物萌芽照射二极管，其特征在于，所述发光芯片的发射波段为245-1000nm，优选为400-750nm；
优选地，所述发光芯片包括蓝光芯片、红光芯片和远红光芯片中的至少一种；
优选地，所述发光芯片包括蓝光芯片、红光芯片和远红光芯片。
5.根据权利要求1所述的植物萌芽照射二极管，其特征在于，所述发光芯片上覆设有荧光胶，所述荧光胶为荧光粉和硅胶的混合物；
优选地，所述荧光粉包括BaMgAl11O17:Eu、AlN:Eu、Sr10(PO4)6Cl2：Eu、(Sr,Ba)2SiO4:Eu、BaSi2O2N2:Eu、(Ba,Sr)Si2O2N2:Eu、Y3Al5O12:Ce、(Y,Lu)3Al5O12:Ce、(La,Y)3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ce、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、Lu3(Al,Ga)5O12:Ce、(Y,Lu)3(Al,Ga)5O12：Ce、La3Si6N12:Ce、(La，Y)3Si6N12:Ce、La3(Al,Si)6N12:Ce、SrSiN2:Eu、Sr2Si5N8:Eu、(Sr,Ca)2Si5N8:Eu、Ca2Si5N8:Eu、Ba2Si5N8:Eu、(Sr,Ca,Ba)2Si5N8:Eu、CaAlSiN3：Eu、(Ca，Sr)AlSiN3:Eu、SrAlSiN3:Eu、Mg4GeO5.5F:Mn、SrLiAl3N4:Eu、K2SiF6:Mn、K2GeF6:Mn、K2(Ge,Si)F6:Mn的至少一种；
优选地，所述荧光粉包括红色荧光粉和绿色荧光粉；
优选地，红色荧光粉和绿色荧光粉的质量比为(10-15):1，优选为11:1；
优选地，所述红色荧光粉包括CaAlSiN3:Eu；
优选地，所述红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的混合物；
进一步优选地，CaAlSiN3:Eu和Mg4GeO5.5F:Mn的质量比为(1-2)：(1-2)，更优选为1:1；
优选地，所述绿色荧光粉包括Lu3Al5O12:Ce。
6.根据权利要求1-5任一项所述的植物萌芽照射二极管，其特征在于，所述氧化石墨烯的制备方法包括如下步骤：
(a)将石墨和硝酸盐加入到浓硫酸中，混合均匀，然后加入高锰酸钾，混合均匀，进行一次氧化反应；
(b)将双氧水加入一次氧化反应后的溶液中，进行二次氧化反得到氧化石墨烯；
优选地，步骤(a)先在低温下进行，然后再升温至中温下进行；
优选地，所述低温的温度为0-4℃，所述中温的温度为25-40℃；
优选地，步骤(b)在高温下进行；
优选地，高温的温度为70-100℃；
优选地，所述石墨、所述硝酸盐、所述高锰酸钾和所述双氧水的质量比为(1-2)：1：(3-8)：(5-15)，优选为2:1：(5-7)：(8-12)，更优选为2:1:5:10。
7.根据权利要求6所述的植物萌芽照射二极管，其特征在于，所述导电发光层还包括第一覆膜和第二覆膜，所述氧化石墨烯设置于所述第一覆膜和所述第二覆膜之间；
优选地，所述第一覆膜和所述第二覆膜均独立为PET膜；
优选地，所述基板为陶瓷基板或金属基板，优选为陶瓷基板。
8.根据权利要求1-5任一项所述的植物萌芽照射二极管，其特征在于，还包支架，固晶胶和导线，所述发光芯片通过固晶胶固定于所述支架上，且与所述支架电连接，所述导线用于将所述支架与电源电连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的植物萌芽照射二极管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)将发光芯片设置于基板上；
(B)将导电发光层覆设于透镜的内侧；
(C)采用覆设有导电发光层的透镜封装所述基板，且所述发光芯片设置于所述透镜和所述基板围合成的封闭空间；
优选地，还包括步骤(D)，将所述基板固定于所述支架上。
10.一种植物萌芽照射灯，其特征在于，包括至少一个权利要求1-8任一项所述的植物萌芽照射二极管。
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