Com jugar un paper més gran de la font de llum LED en el camp d'il·luminació
Oct 26, 2022
L'eficiència lluminosa, o eficiència energètica, de la il·luminació dels semiconductors és un indicador important de l'efecte d'estalvi d'energia. Actualment, el nivell d'industrialització de l'eficiència lumínica dels dispositius LED pot arribar als 120 ~ 140lm/W i l'eficiència energètica total de les làmpades d'il·luminació pot ser superior a 100lm/W. Això encara no és elevat i l'efecte d'estalvi d'energia no és obvi, que està lluny del valor teòric de l'eficiència lluminosa del dispositiu semiconductors de 250lm/W. Per aconseguir realment una alta eficiència lluminosa, hem de resoldre problemes tècnics rellevants de tots els aspectes de la cadena industrial, principalment per millorar l'eficiència quàntica interna, l'eficiència quàntica externa, l'eficiència de l'envasament de la llum i l'eficiència de la làmpada. En aquest article es tractaran els problemes tècnics a resoldre en l'extensió, xip, embalatge, llum i altres aspectes.
1. Millorar l'eficiència quàntica interna i l'eficiència quàntica externa
Les mesures següents es prenen principalment per millorar l'eficiència quàntica interna i l'eficiència quàntica externa.
(1) Desbast de la superfície del substrat i substrat no polar
El GaN es cultiva en un substrat modelat a nanoescala, un substrat modelat "orientat" o un substrat no polar i semipolar per reduir la dislocació i la densitat de defecte i la influència del camp polar i millorar l'eficiència quàntica interna [1].
(2) Substrat homogeni generalitzat
El GaN es cultiva sobre substrat de safir Al2O3 mitjançant HVPE (epitaxia en fase líquida d'hidrur) com a substrat homogeni mixt GaN/Al2O3. Sobre aquesta base, el GaN es cultiva epitaxial, cosa que pot reduir considerablement la baixa densitat de dislocació a 106 - 107cm{-2 i millorar molt l'eficiència quàntica interna. Riya, Cree i la Universitat de Pequín estan tots en procés d'investigació i desenvolupament [2].
(3) Estructura de pou quàntic millorada
Controleu el mode de canvi i la quantitat de component In, optimitzeu l'estructura del pou quàntic, milloreu la probabilitat de solapament d'electrons i forats, augmenteu la probabilitat de recombinació de radiació i ajusteu el transport de portadors sense equilibri, per tal de millorar l'eficiència quàntica interna.
(4) Xip amb nova estructura
La nova estructura requereix sis costats del xip per emetre llum, i s'utilitzen noves tecnologies a la interfície del xip per dur a terme diversos mètodes de rugositat superficial, reduir la probabilitat de reflexió dels fotons a la interfície del xip i augmentar la transmitància superficial per millorar el quàntic extern. eficiència del xip.
2. Millorar l'eficiència de sortida de llum del paquet i reduir la temperatura de la unió
(1) Tecnologia d'eficiència i recobriment de fòsfor
L'eficiència de l'excitació de la llum del fòsfor no és alta actualment, la pols groga pot arribar al voltant del 70 per cent, i l'eficiència de la pols vermella i la pols verda és baixa, que s'ha de millorar encara més. A més, el procés de recobriment de fòsfor és molt important. S'informa que l'eficiència d'excitació és alta quan el fòsfor de 60 μ m està recobert uniformement a la superfície del xip.
(2) Embalatge COB
Actualment, la font de llum d'il·luminació de semiconductors adopta diverses formes d'envasos COB. És urgent millorar l'eficiència lluminosa dels envasos COB. S'informa que els envasos d'estructura de matriu COB de segona generació (alguns anomenats tercera generació) poden aconseguir una eficiència lluminosa de més de 120 lm/W. Si el xip i l'hexaedre s'utilitzen per a la reflexió total, l'efecte de llum pot arribar a més de 160 lm/W.
(3) Reduir la temperatura de la unió
Quan la temperatura de la unió és de 25 graus, la quantitat lluminosa s'estableix al 100 per cent. Quan la temperatura de la unió augmenta a 60 graus, la quantitat lluminosa només és del 90 per cent, i quan puja a 140 graus, la quantitat lluminosa només és del 70 per cent. Per tant, les mesures de dissipació de calor s'han d'augmentar durant l'envasat per mantenir una temperatura de la unió més baixa i una eficiència lluminosa més alta.
3. Millorar l'eficiència de presa de llum de les làmpades
L'eficiència de diferents llums LED varia molt. En general, l'eficiència de les làmpades LED és superior al 80 per cent, i algunes d'elles poden ser superiors al 90 per cent. Segons les característiques de la font de llum LED i les diferents ocasions d'aplicació, s'ha de perfeccionar el disseny òptic secundari de les làmpades i també s'ha de tenir en compte la dissipació de calor i l'enlluernament de les làmpades per millorar l'eficiència d'extracció de llum de les làmpades LED.
