Diod Pemancar Cahaya (LED) telah merevolusikan pencahayaan tradisional, dengan kecekapan bercahaya yang luar biasa menjadi kelebihan teras. Sebagai penunjuk utama keupayaan LED untuk menukar tenaga elektrik kepada cahaya yang boleh dilihat, kecekapan bercahaya secara langsung menentukan kecerahan pencahayaan, penggunaan tenaga dan nilai alam sekitar, berfungsi sebagai asas untuk memahami faedah penjimatan tenaga LED.
I. Apakah Kecekapan Bercahaya LED?
Kecekapan bercahaya LED diukur dalamlumen per watt (lm/W); nilai yang lebih tinggi menunjukkan penggunaan tenaga yang lebih kuat. Mentol pijar tradisional hanya mencapai 10-20 lm/W, lampu pendarfluor 50-80 lm/W, manakala LED komersial yang dihasilkan secara besar-besaran telah mencapai 100-150 lm/W, dengan produk mewah melebihi 200 lm/W, menawarkan potensi penjimatan tenaga melebihi 50%. Penilaian komprehensif kecekapan bercahaya juga memerlukan rujukan Kecekapan Kuantum Luaran (EQE) dan Kecekapan Palam Dinding (WPE) untuk mencerminkan prestasi pencahayaan sepenuhnya.
II. Faktor Utama yang Mempengaruhi Kecekapan Bercahaya LED
Kecekapan bercahaya LED dipengaruhi oleh pelbagai faktor, dengan tiga aspek teras:
1. Cip dan Bahan
Cip adalah teras pelepasan cahaya. Kualiti kristal bahan berasaskan Gallium Nitride (GaN) arus perdana secara langsung menentukan had atas kecekapan bercahaya, kerana kecacatan menyebabkan kehilangan tenaga. Selain itu, saiz cip dan struktur telaga kuantum juga memberi kesan kepada kecekapan pencahayaan.
2. Pembungkusan dan Reka Bentuk Optik
Pembungkusan bertujuan untuk mengurangkan kehilangan foton. Gam pembungkusan indeks biasan tinggi dan struktur yang dioptimumkan boleh meningkatkan kadar pengekstrakan foton. Untuk LED putih, prestasi fosforus adalah penting—fosforus berkualiti rendah membawa kepada pereputan cahaya yang cepat dan kecekapan bercahaya yang rendah.
3. Pelesapan Haba dan Persekitaran Operasi
70%-80% daripada tenaga elektrik LED ditukar kepada haba. Peningkatan suhu persimpangan dengan ketara mengurangkan kecekapan bercahaya dan mempercepatkan penuaan, jadi reka bentuk pelesapan haba yang berkesan adalah kunci untuk mengekalkan kecekapan tinggi. Arus dan voltan operasi yang tidak stabil juga menjejaskan kecekapan bercahaya.
III. Teknologi dan Trend dalam Peningkatan Kecekapan Bercahaya
Kecekapan bercahaya LED menghampiri had teorinya iaitu 250-300 lm/W. Teknologi penambahbaikan memberi tumpuan kepada tiga bidang: mengoptimumkan kualiti kristal dan struktur telaga kuantum pada peringkat bahan; menerima pakai pembungkusan bersepadu COB dan salutan nano pada peringkat pembungkusan; dan menggabungkan pemacu pintar untuk melaraskan keadaan kerja untuk kecekapan optimum. Pembangunan masa depan akan memberi tumpuan kepada pengoptimuman kecekapan, kualiti cahaya dan kebolehpercayaan yang diselaraskan, menyesuaikan diri dengan teknologi LED Mini/Mikro.
IV. Nilai Aplikasi LED Kecekapan Bercahaya Tinggi
Nilai teras kecekapan bercahaya tinggi terletak pada penjimatan tenaga dan kos. Untuk lampu jalan perbandaran, LED kecekapan tinggi boleh mengurangkan kuasa daripada 250W (lampu natrium tekanan tinggi tradisional) kepada di bawah 100W, menjimatkan lebih 1,000 kWj setiap lampu setiap tahun. Dalam pencahayaan rumah dan komersial, mereka mengurangkan bil elektrik dan kos penyelenggaraan. Selain itu, mereka mengembangkan senario pencahayaan ke bidang perindustrian, hortikultur dan perubatan, memacu peningkatan hijau merentas industri.
Kesimpulan
Peningkatan kecekapan bercahaya LED adalah hasil daripada penyepaduan industri semikonduktor dan pencahayaan, berfungsi sebagai sokongan penting untuk pemuliharaan tenaga global dan pengurangan pelepasan. Pada masa hadapan, sambil mengekalkan kecekapan tinggi, LED akan mencapai peningkatan komprehensif dalam kualiti dan kecerdasan cahaya, membawa pengalaman pencahayaan yang lebih cekap dan mesra alam.
