Jak odgrywać większą rolę źródła światła LED w polu oświetleniowym?
Oct 26, 2022
Skuteczność świetlna lub energooszczędność oświetlenia półprzewodnikowego jest ważnym wskaźnikiem efektu oszczędzania energii. Obecnie poziom uprzemysłowienia wydajności świetlnej urządzeń LED może osiągnąć 120 ~ 140 lm / W, a całkowita wydajność energetyczna lamp oświetleniowych może być większa niż 100 lm / W. To wciąż nieduża wartość, a efekt energooszczędności nie jest oczywisty, co jest dalekie od teoretycznej wartości skuteczności świetlnej elementów półprzewodnikowych na poziomie 250lm/W. Aby naprawdę osiągnąć wysoką wydajność świetlną, musimy rozwiązać odpowiednie problemy techniczne ze wszystkich aspektów łańcucha przemysłowego, głównie w celu poprawy wewnętrznej wydajności kwantowej, zewnętrznej wydajności kwantowej, wydajności świetlnej opakowań i wydajności lamp. W tym artykule zostaną omówione problemy techniczne do rozwiązania w zakresie rozszerzenia, chipa, opakowania, lampy i innych aspektów.
1. Popraw wewnętrzną wydajność kwantową i zewnętrzną wydajność kwantową
Następujące środki są podejmowane głównie w celu poprawy wewnętrznej wydajności kwantowej i zewnętrznej wydajności kwantowej.
(1) Szorstkowanie powierzchni podłoża i niepolarne podłoże
GaN jest hodowany na podłożu wzorzystym w nanoskali, podłożu wzorzystym „zorientowanym” lub podłożu niepolarnym i semipolarnym, aby zmniejszyć dyslokację i gęstość defektów oraz wpływ pola polarnego i poprawić wewnętrzną wydajność kwantową [1].
(2) Uogólnione jednorodne podłoże
GaN jest hodowany na podłożu szafirowym Al2O3 za pomocą HVPE (epitaksja w fazie ciekłej wodorków) jako mieszany jednorodny substrat GaN/Al2O3. Na tej podstawie GaN jest hodowany epitaksjalnie, co może znacznie zmniejszyć niską gęstość dyslokacji do 106 - 107cm-2 i znacznie poprawić wewnętrzną wydajność kwantową. Riya, Cree i Peking University są w trakcie badań i rozwoju [2].
(3) Ulepszona struktura studni kwantowej
Kontroluj tryb zmiany i ilość składnika In, zoptymalizuj strukturę studni kwantowej, popraw prawdopodobieństwo nakładania się elektronów i dziur, zwiększ prawdopodobieństwo rekombinacji promieniowania i dostosuj transport nośników nierównowagowych, aby poprawić wewnętrzną wydajność kwantową.
(4) Chip z nową strukturą
Nowa struktura wymaga sześciu boków chipa do emitowania światła, a nowe technologie są wykorzystywane na interfejsie chipa do przeprowadzania różnych metod chropowatości powierzchni, zmniejszania prawdopodobieństwa odbicia fotonów na interfejsie chipa i zwiększania przepuszczalności powierzchni w celu poprawy zewnętrznego kwantu wydajność chipa.
2. Popraw wydajność świetlną pakietu i zmniejsz temperaturę złącza;
(1) Wydajność i technologia powlekania fosforu
Skuteczność wzbudzania światła luminoforu nie jest obecnie wysoka, żółty proszek może osiągnąć około 70 procent, a skuteczność czerwonego proszku i zielonego proszku jest niska, co wymaga dalszej poprawy. Ponadto bardzo ważny jest proces powlekania luminoforu. Podaje się, że skuteczność wzbudzenia jest wysoka, gdy luminofor 60 μm jest równomiernie pokryty na powierzchni chipa.
(2) opakowanie COB
Obecnie źródło światła półprzewodnikowego przyjmuje różne formy opakowań COB. Pilna jest poprawa wydajności świetlnej opakowań COB. Poinformowano, że opakowanie o strukturze matrycy COB drugiej generacji (niektóre nazywane trzecią generacją) może osiągnąć wydajność świetlną ponad 120 lm/W. Jeśli chip flip i sześcian są używane do całkowitego odbicia, efekt świetlny może osiągnąć ponad 160lm/W.
(3) Zmniejsz temperaturę złącza
Gdy temperatura złącza wynosi 25 stopni , ilość światła jest ustawiona na 100 procent . Gdy temperatura złącza wzrasta do 60 stopni, natężenie światła wynosi tylko 90 procent, a gdy wzrasta do 140 stopni, natężenie światła wynosi tylko 70 procent. Dlatego podczas pakowania należy zwiększyć środki rozpraszania ciepła, aby utrzymać niższą temperaturę złącza i wyższą wydajność świetlną.
3. Popraw wydajność pobierania światła przez lampy
Wydajność różnych lamp LED jest bardzo zróżnicowana. Generalnie sprawność lamp LED wynosi ponad 80 proc., a niektóre z nich mogą przekraczać 90 proc. Zgodnie z charakterystyką źródła światła LED i różnymi okazjami zastosowania, wtórna konstrukcja optyczna lamp powinna zostać dopracowana, a rozpraszanie ciepła i odblaski lamp powinny być również brane pod uwagę w celu poprawy wydajności ekstrakcji światła lamp LED.
