Kuidas mängida LED-valgusallika suuremat rolli valgustusvaldkonnas

Pooljuhtvalgustuse valgusefektiivsus ehk energiatõhusus on energiasäästu oluline näitaja. Praegu võib LED-seadmete valgustõhususe industrialiseerimise tase ulatuda 120–140 lm / W ja valgustuslampide energiatõhusus võib olla suurem kui 100 lm / W. See pole ikka veel kõrge ja energiasäästuefekt pole ilmne, mis on kaugel pooljuhtseadmete valgusefektiivsuse teoreetilisest väärtusest 250 lm / W. Kõrge valgustõhususe saavutamiseks peame lahendama asjakohased tehnilised probleemid tööstusahela kõigist aspektidest, peamiselt sisemise kvantefektiivsuse, välise kvantefektiivsuse, pakkimisvalguse ja lambi tõhususe parandamiseks. Selles artiklis käsitletakse tehnilisi probleeme, mida tuleb lahendada laienduse, kiibi, pakendi, lambi ja muude aspektide osas.

1. Parandage sisemist kvantefektiivsust ja välist kvantefektiivsust

Järgmised meetmed võetakse peamiselt sisemise kvantefektiivsuse ja välise kvantefektiivsuse parandamiseks.

(1) Aluspinna karestamine ja mittepolaarne aluspind

GaN-i kasvatatakse nanomõõtmelise mustriga substraadil, "orienteeritud" mustriga substraadil või mittepolaarsel ja poolpolaarsel substraadil, et vähendada dislokatsiooni ja defektide tihedust ning polaarvälja mõju ning parandada sisemist kvantefektiivsust [1].

(2) Üldistatud homogeenne substraat

GaN-i kasvatatakse Al2O3 safiirsubstraadil HVPE (hüdriidse vedelfaasi epitaksia) abil segatud homogeense substraadina GaN/Al2O3. Selle põhjal kasvatatakse GaN-i epitaksiaalselt, mis võib märkimisväärselt vähendada madalat dislokatsioonitihedust 106 - 107cm-2-ni ja parandada oluliselt sisemist kvantefektiivsust. Riya, Cree ja Pekingi ülikool on kõik uurimis- ja arendustegevuses [2].

(3) Täiustatud kvantkaevu struktuur

Kontrollige In-komponendi muutmisrežiimi ja kogust, optimeerige kvantkaevu struktuuri, parandage elektronide ja aukude kattumise tõenäosust, suurendage kiirguse rekombinatsiooni tõenäosust ja reguleerige mittetasakaalukandjate transporti, et parandada sisemist kvantefektiivsust.

(4) Uue struktuuriga kiip

Uus struktuur nõuab valguse kiirgamiseks kiibi kuut külge ning kiibi liidesel kasutatakse uusi tehnoloogiaid erinevate pinna karestamise meetodite läbiviimiseks, footonite peegeldumise tõenäosuse vähendamiseks kiibi liidesel ja pinna läbilaskvuse suurendamiseks, et parandada väliskvanti. kiibi efektiivsus.

2. Parandage pakendi valgusvõimsust ja vähendage ristmiku temperatuuri

(1) Fosfori tõhusus ja katmistehnoloogia

Fosfori valguse ergastuse efektiivsus ei ole praegu kõrge, kollane pulber võib ulatuda umbes 70 protsendini ning punase ja rohelise pulbri efektiivsus on madal, mida tuleb veelgi parandada. Lisaks on fosforiga katmisprotsess väga oluline. On teatatud, et ergastuse efektiivsus on kõrge, kui 60 μm fosfor on kiibi pinnale ühtlaselt kaetud.

(2) COB pakend

Praegu kasutab pooljuhtvalgustuse valgusallikas erinevaid COB-pakendeid. Kiiresti on vaja parandada COB-pakendite valgusefektiivsust. On teatatud, et teise põlvkonna (mõnda nimetatakse ka kolmandaks põlvkonnaks) COB-maatriksstruktuuriga pakendid võivad saavutada valgusefektiivsuse üle 120 lm/W. Kui täielikuks peegelduseks kasutatakse klappkiipi ja heksaeedrit, võib valgusefekt ulatuda üle 160 lm/W.

(3) Vähendage ristmiku temperatuuri

Kui ristmiku temperatuur on 25 kraadi, seatakse valgustugevuseks 100 protsenti. Kui ristmiku temperatuur tõuseb 60 kraadini, on valgustugevus vaid 90 protsenti ja kui see tõuseb 140 kraadini, on valgustugevus vaid 70 protsenti. Seetõttu tuleks pakendamise ajal suurendada soojuse hajumise meetmeid, et säilitada madalam ühendustemperatuur ja suurem valgusefektiivsus.

3. Parandage lampide valguse võtmise efektiivsust

Erinevate LED-lampide efektiivsus on väga erinev. Üldiselt on LED-lampide efektiivsus üle 80 protsendi ja mõned neist võivad olla üle 90 protsendi. Vastavalt LED-valgusallika omadustele ja erinevatele rakendusjuhtumitele tuleks täpsustada lampide sekundaarset optilist disaini ning arvestada ka lampide soojuse hajumist ja pimestamist, et parandada LED-lampide valguse eraldamise tõhusust.