Como desempenhar um papel maior da fonte de luz LED no campo de iluminação

A eficiência luminosa, ou eficiência energética, da iluminação semicondutora é um importante indicador do efeito de economia de energia. Atualmente, o nível de industrialização da eficiência luminosa dos dispositivos LED pode chegar a 120~140lm/W, e a eficiência energética total das lâmpadas de iluminação pode ser superior a 100lm/W. Isso ainda não é alto, e o efeito de economia de energia não é óbvio, o que está longe do valor teórico da eficiência luminosa do dispositivo semicondutor de 250lm/W. Para realmente alcançar alta eficiência luminosa, precisamos resolver problemas técnicos relevantes de todos os aspectos da cadeia industrial, principalmente para melhorar a eficiência quântica interna, eficiência quântica externa, eficiência de luz de embalagem e eficiência de lâmpada. Este trabalho discutirá os problemas técnicos a serem resolvidos na extensão, chip, embalagem, lâmpada e outros aspectos.

1. Melhore a eficiência quântica interna e a eficiência quântica externa

As seguintes medidas são tomadas principalmente para melhorar a eficiência quântica interna e a eficiência quântica externa.

(1) Aspereza da superfície do substrato e substrato não polar

O GaN é cultivado em substrato padronizado em nanoescala, substrato padronizado "orientado" ou substrato não polar e semipolar para reduzir o deslocamento e a densidade de defeitos e a influência do campo polar e melhorar a eficiência quântica interna [1].

(2) Substrato homogêneo generalizado

GaN é cultivado em substrato de safira Al2O3 por HVPE (epitaxia de fase líquida de hidreto) como um substrato homogêneo misto GaN/Al2O3. Com base nisso, o GaN é cultivado epitaxialmente, o que pode reduzir bastante a baixa densidade de deslocamento para 106 - 107cm-2 e melhorar muito a eficiência quântica interna. Riya, Cree e a Universidade de Pequim estão todos em processo de pesquisa e desenvolvimento [2].

(3) Estrutura de poço quântico melhorada

Controle o modo de mudança e a quantidade de componente In, otimize a estrutura do poço quântico, melhore a probabilidade de sobreposição de elétrons e buracos, aumente a probabilidade de recombinação de radiação e ajuste o transporte de portadores de desequilíbrio, de modo a melhorar a eficiência quântica interna.

(4) Chip com nova estrutura

A nova estrutura requer seis lados do chip para emitir luz, e novas tecnologias são usadas na interface do chip para conduzir vários métodos de rugosidade da superfície, reduzir a probabilidade de reflexão dos fótons na interface do chip e aumentar a transmitância da superfície para melhorar o quantum externo eficiência do chip.

2. Melhore a eficiência de saída de luz do pacote e reduza a temperatura de junção

(1) Eficiência e tecnologia de revestimento de fósforo

A eficiência de excitação de luz do fósforo não é alta no momento, o pó amarelo pode atingir cerca de 70%, e a eficiência do pó vermelho e do pó verde é baixa, o que precisa ser melhorado. Além disso, o processo de revestimento de fósforo é muito importante. É relatado que a eficiência de excitação é alta quando o fósforo de 60 μm é uniformemente revestido na superfície do chip.

(2) Embalagem COB

Atualmente, a fonte de luz da iluminação semicondutora adota várias formas de embalagem COB. É urgente melhorar a eficiência luminosa das embalagens COB. É relatado que a segunda geração (alguns chamados de terceira geração) embalagem de estrutura de matriz COB pode atingir uma eficiência luminosa de mais de 120lm/W. Se o flip chip e o hexaedro forem usados ​​para reflexão total, o efeito de luz pode atingir mais de 160lm/W.

(3) Reduzir a temperatura da junção

Quando a temperatura da junção é de 25 graus, a quantidade luminosa é definida como 100 por cento. Quando a temperatura da junção sobe para 60 graus, a quantidade luminosa é de apenas 90 por cento, e quando sobe para 140 graus, a quantidade luminosa é de apenas 70 por cento. Portanto, as medidas de dissipação de calor devem ser aumentadas durante a embalagem para manter uma temperatura de junção mais baixa e uma maior eficiência luminosa.

3. Melhore a eficiência de captação de luz das lâmpadas

A eficiência de diferentes lâmpadas LED varia muito. Geralmente, a eficiência das lâmpadas LED é superior a 80%, e algumas delas podem ser superiores a 90%. De acordo com as características da fonte de luz LED e diferentes ocasiões de aplicação, o design óptico secundário das lâmpadas deve ser refinado, e a dissipação de calor e o brilho das lâmpadas também devem ser considerados para melhorar a eficiência da extração de luz das lâmpadas LED.