起源
20世纪60年代,科技工作者利用半导体PN结发光的原理,研制成了LED发光二极管。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。当时研制的LED,所用的材料是GaASP,其发光颜色为红色。经过近30年的发展,大家十分熟悉的LED,已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。然而照明需用的白色光LED仅在2000年以后才发展起来,这里向读者介绍有关照明用白光LED。
发展
早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于20世纪60年代初。当时所用的材料是GaAsP,发红光(λp=650nm),在驱动电流为20毫安时,光通量只有千分之几个流明,相应的光视效能约0.1流明/瓦。
70年代中期,引入元素In和N,使LED产生绿光(λp=555nm),黄光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm),光视效能也提高到1流明/瓦。
到了80年代初,出现了GaAlAs的LED光源,使得红色LED的光视效能达到10流明/瓦。
90年代初,发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功,使LED的光视效能得到大幅度的提高。
在2000年,前者做成的LED在红、橙区(λp=615nm)的光效达到100流明/瓦,而后者制成的LED在绿色的区域(λp=530nm)的光视效能可以达到50流明/瓦。
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蓝光LED技术,简单来说就是一种更为节能的灯光产生方式,同时也能应用到相机、手机等科技产品中。区别普通日光灯日光灯两端各有一灯丝,灯管内充有微量的稀薄的蒸气,灯管内壁上涂有萤光粉,两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线,使萤光粉发出柔和的可见光。用蓝光LED技术制造的照明设备,能效更高,大大降低地球能源使用量。根据已有的数据显示,全世界的25%电力都被用于照明作用,而使用LED灯具之后,用于照明的电力降低到4%,而这无疑改变了整个世界。
从1907年LED效应发现到1993中村修二正式发明LED,再到1999年1W的LED灯正式商业化使用,LED经历了将近一百年时间的发展。第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起,通过各色光混合而产生白光。在此之前,人们一直使用的是上个世纪爱迪生他发明的白炽灯泡,而白炽灯泡浪费了绝大部分能量在发热上,大概有九成的电力都被浪费。
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.LED光源发光
发光效率比较:白炽灯光效在10-15lm、卤钨灯光效为12-24流明/瓦、荧光灯50-90流明/瓦,钠灯90-140流明/瓦、大部分的耗电变成热量损耗。
LED光效:可发到50-200流明/瓦,而且发光的单色性好,光谱窄,无需过滤,可直接发出有色可见光。
2.LED光源耗电量少
LED单管功率0.03-0.06瓦,采用直流驱动,单管驱动电压1.5-3.5伏。一种方法产生白光的系统如图1所示,图中LEDGaM芯片发蓝光(λp=465nm),它和YAG(钇铝石榴石)荧光粉封装在一起,当荧光粉受蓝光激发后发出黄色光,结果,蓝光和黄光混合形成白光(构成LED的结构如图2所示)。电流15-18毫安反映速度快,可在高频操作,用在同样照明效果的情况下,耗电量是白炽灯的万分之一,荧光管的二分之一,日本估计,如采用光效比荧光灯还要高2倍的LED替代日本一半的白炽灯和荧光灯、每年可节约相当于60亿升油,同样效果的一支日光灯40多瓦,而采用LED每支的功率只有18瓦。
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以上信息由专业从事道路铝型灯厂家的豪义照明于2024/7/14 8:21:36发布
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