Как повысить роль светодиодного источника света в области освещения
Oct 26, 2022
Светоотдача или энергоэффективность полупроводникового освещения является важным показателем энергосберегающего эффекта. В настоящее время уровень индустриализации светоотдачи светодиодных устройств может достигать 120~140 лм/Вт, а общая энергоэффективность осветительных ламп может превышать 100 лм/Вт. Это все еще невысоко, и эффект энергосбережения не очевиден, что далеко от теоретического значения световой отдачи полупроводникового устройства 250 лм/Вт. Чтобы действительно достичь высокой светоотдачи, нам необходимо решить соответствующие технические проблемы во всех аспектах производственной цепочки, в основном для улучшения внутренней квантовой эффективности, внешней квантовой эффективности, световой эффективности упаковки и эффективности лампы. В этой статье будут обсуждаться технические проблемы, которые необходимо решить в области расширения, чипа, упаковки, лампы и других аспектов.
1. Улучшить внутреннюю квантовую эффективность и внешнюю квантовую эффективность
Следующие меры в основном предпринимаются для улучшения внутренней квантовой эффективности и внешней квантовой эффективности.
(1) Шероховатость поверхности подложки и неполярная подложка
GaN выращивается на подложке с наноразмерным рисунком, «ориентированной» подложке с рисунком или неполярной и полуполярной подложке для уменьшения плотности дислокаций и дефектов и влияния полярного поля, а также для улучшения внутренней квантовой эффективности [1].
(2) Обобщенный однородный субстрат
GaN выращивается на сапфировой подложке Al2O3 методом HVPE (гидридная жидкофазная эпитаксия) в виде смешанной гомогенной подложки GaN/Al2O3. Исходя из этого, GaN выращивается эпитаксиально, что может значительно снизить низкую плотность дислокаций до 106 - 107см-2 и значительно улучшить внутреннюю квантовую эффективность. Riya, Cree и Пекинский университет находятся в процессе исследований и разработок [2].
(3) Улучшенная структура квантовой ямы
Контролируйте режим изменения и количество компонента In, оптимизируйте структуру квантовой ямы, улучшите вероятность перекрытия электронов и дырок, увеличьте вероятность рекомбинации излучения и отрегулируйте перенос неравновесных носителей, чтобы улучшить внутреннюю квантовую эффективность.
(4) Чип с новой структурой
Новая структура требует, чтобы шесть сторон чипа излучали свет, а на интерфейсе чипа используются новые технологии для проведения различных методов придания шероховатости поверхности, снижения вероятности отражения фотонов на интерфейсе чипа и увеличения коэффициента пропускания поверхности для улучшения внешнего квантового излучения. эффективность чипа.
2. Улучшить светоотдачу упаковки и снизить температуру перехода.
(1) Эффективность и технология нанесения люминофора
Эффективность светового возбуждения люминофора в настоящее время невысока, желтый порошок может достигать около 70 процентов, а эффективность красного порошка и зеленого порошка низкая, что требует дальнейшего улучшения. Кроме того, очень важен процесс нанесения люминофора. Сообщается, что эффективность возбуждения высока, когда люминофор размером 60 мкм равномерно нанесен на поверхность чипа.
(2) COB-упаковка
В настоящее время источник света полупроводникового освещения принимает различные формы упаковки COB. Необходимо срочно улучшить светоотдачу COB-упаковки. Сообщается, что упаковка с матричной структурой COB второго поколения (некоторые называют его третьим поколением) может достигать светоотдачи более 120 лм/Вт. Если для полного отражения используются флип-чип и шестигранник, световой эффект может достигать более 160 лм/Вт.
(3) Уменьшить температуру перехода
Когда температура перехода составляет 25 градусов, световой поток устанавливается равным 100 процентам. Когда температура перехода поднимается до 60 градусов, световой поток составляет всего 90 процентов, а когда она поднимается до 140 градусов, световой поток составляет всего 70 процентов. Следовательно, меры по рассеиванию тепла должны быть увеличены во время упаковки, чтобы поддерживать более низкую температуру перехода и более высокую светоотдачу.
3. Улучшить светоотдачу ламп.
Эффективность различных светодиодных ламп сильно различается. Как правило, КПД светодиодных ламп составляет более 80 процентов, а некоторые из них могут быть более 90 процентов. В соответствии с характеристиками светодиодного источника света и различными случаями применения необходимо усовершенствовать вторичную оптическую конструкцию ламп, а также следует учитывать рассеивание тепла и блики ламп для повышения эффективности светоотдачи светодиодных ламп.
