Bagaimana memainkan peran yang lebih besar dari sumber cahaya LED di bidang pencahayaan

Efisiensi bercahaya, atau efisiensi energi, pencahayaan semikonduktor merupakan indikator penting dari efek hemat energi. Saat ini, tingkat industrialisasi efisiensi cahaya perangkat LED dapat mencapai 120~140lm/W, dan efisiensi energi total lampu penerangan bisa lebih besar dari 100lm/W. Ini masih belum tinggi, dan efek penghematan energi tidak jelas, yang jauh dari nilai teoritis efisiensi bercahaya perangkat semikonduktor 250lm/W. Untuk benar-benar mencapai efisiensi cahaya yang tinggi, kita perlu memecahkan masalah teknis yang relevan dari semua aspek rantai industri, terutama untuk meningkatkan efisiensi kuantum internal, efisiensi kuantum eksternal, efisiensi cahaya pengemasan, dan efisiensi lampu. Makalah ini akan membahas masalah teknis yang harus diselesaikan dalam ekstensi, chip, kemasan, lampu dan aspek lainnya.

1. Meningkatkan efisiensi kuantum internal dan efisiensi kuantum eksternal

Langkah-langkah berikut terutama diambil untuk meningkatkan efisiensi kuantum internal dan efisiensi kuantum eksternal.

(1) Pengkasaran permukaan substrat dan substrat non-polar

GaN ditumbuhkan pada substrat berpola skala nano, substrat berpola "berorientasi" atau substrat non-polar dan semi polar untuk mengurangi dislokasi dan densitas cacat dan pengaruh medan kutub, serta meningkatkan efisiensi kuantum internal [1].

(2) Substrat homogen umum

GaN ditumbuhkan pada substrat safir Al2O3 dengan HVPE (hydride liquid phase epitaksi) sebagai substrat homogen campuran GaN/Al2O3. Atas dasar ini, GaN ditumbuhkan epitaxial, yang dapat sangat mengurangi kerapatan dislokasi rendah menjadi 106 - 107cm-2 dan sangat meningkatkan efisiensi kuantum internal. Riya, Cree dan Universitas Peking semuanya dalam proses penelitian dan pengembangan [2].

(3) Peningkatan struktur sumur kuantum

Kontrol mode perubahan dan jumlah komponen In, optimalkan struktur sumur kuantum, tingkatkan kemungkinan tumpang tindih elektron dan lubang, tingkatkan probabilitas rekombinasi radiasi, dan sesuaikan pengangkutan pembawa non-kesetimbangan, sehingga dapat meningkatkan efisiensi kuantum internal.

(4) Chip dengan struktur baru

Struktur baru membutuhkan enam sisi chip untuk memancarkan cahaya, dan teknologi baru digunakan pada antarmuka chip untuk melakukan berbagai metode pengerasan permukaan, mengurangi kemungkinan refleksi foton pada antarmuka chip, dan meningkatkan transmisi permukaan untuk meningkatkan kuantum eksternal. efisiensi chip.

2. Tingkatkan efisiensi keluaran cahaya dari paket dan kurangi suhu persimpangan

(1) Efisiensi dan teknologi pelapisan fosfor

Efisiensi eksitasi cahaya fosfor tidak tinggi saat ini, bubuk kuning dapat mencapai sekitar 70 persen , dan efisiensi bubuk merah dan bubuk hijau rendah, yang perlu ditingkatkan lebih lanjut. Selain itu, proses pelapisan fosfor sangat penting. Dilaporkan bahwa efisiensi eksitasi tinggi ketika fosfor 60 m dilapisi secara merata pada permukaan chip.

(2) kemasan COB

Saat ini, sumber cahaya pencahayaan semikonduktor mengadopsi berbagai bentuk kemasan COB. Sangat mendesak untuk meningkatkan efisiensi bercahaya kemasan COB. Dilaporkan bahwa pengemasan struktur matriks COB generasi kedua (beberapa disebut generasi ketiga) dapat mencapai efisiensi bercahaya lebih dari 120lm/W. Jika flip chip dan hexahedron digunakan untuk refleksi total, efek cahaya bisa mencapai lebih dari 160lm/W.

(3) Kurangi suhu persimpangan

Ketika suhu persimpangan adalah 25 derajat, jumlah cahaya diatur sebagai 100 persen. Ketika suhu persimpangan naik hingga 60 derajat, jumlah cahaya hanya 90 persen, dan ketika naik hingga 140 derajat, jumlah cahaya hanya 70 persen. Oleh karena itu, langkah-langkah pembuangan panas harus ditingkatkan selama pengemasan untuk mempertahankan suhu sambungan yang lebih rendah dan efisiensi cahaya yang lebih tinggi.

3. Tingkatkan efisiensi pengambilan cahaya lampu

Efisiensi lampu LED yang berbeda sangat bervariasi. Umumnya, efisiensi lampu LED lebih dari 80 persen, dan beberapa di antaranya bisa lebih dari 90 persen. Menurut karakteristik sumber cahaya LED dan kesempatan aplikasi yang berbeda, desain optik sekunder lampu harus disempurnakan, dan pembuangan panas dan silau lampu juga harus dipertimbangkan untuk meningkatkan efisiensi ekstraksi cahaya lampu LED.