Lichtdiodes (LED's) hebben traditionele verlichting gerevolutioneerd, waarbij hun uitstekende lichtefficiëntie het belangrijkste voordeel is. Als een belangrijke indicator voor het vermogen van een LED om elektrische energie om te zetten in zichtbaar licht, bepaalt lichtefficiëntie direct de lichtsterkte, het energieverbruik en de milieuwaarde, en vormt het de hoeksteen voor het begrijpen van de energiebesparende voordelen van LED's.
I. Wat is LED-lichtefficiëntie?
LED-lichtefficiëntie wordt gemeten inLumen per watt (LM/W); een hogere waarde duidt op een sterker energieverbruik. Traditionele gloeilampen bereiken slechts 10-20 lm/W, fluorescentielampen 50-80 lm/W, terwijl in massaal geproduceerde commerciële LED's 100-150 lm/W hebben bereikt, met hoogwaardige producten die meer dan 200 lm/W bereiken, wat een energiebesparingspotentieel van meer dan 50% biedt. Een uitgebreide evaluatie van lichtefficiëntie vereist ook verwijzing naar External Quantum Efficiency (EQE) en Wall-Plug Efficiency (WPE) om de lichtprestaties volledig te weerspiegelen.
II. Belangrijke factoren die de lichtefficiëntie van LED's beïnvloeden
De lichtefficiëntie van LED's wordt beïnvloed door meerdere factoren, met drie kernaspecten:
1. Chip en materialen
De chip is de kern van lichtemissie. De kristalkwaliteit van gangbare materialen op basis van Gallium Nitride (GaN) bepaalt direct de bovengrens van lichtefficiëntie, omdat defecten energieverlies veroorzaken. Daarnaast beïnvloeden chipgrootte en quantumputstructuur ook de verlichtingsefficiëntie.
2. Verpakking en optisch ontwerp
De verpakking is bedoeld om fotonenverlies te verminderen. Verpakkingslijm met hoge brekingsindex en geoptimaliseerde structuren kunnen de extractiesnelheid van fotonen verbeteren. Voor witte LED's is fosforprestaties cruciaal—lage kwaliteit fosfor leidt tot snelle lichtverval en een lage lichtefficiëntie.
3. Warmteafvoer en werkomgeving
70%-80% van de elektrische energie van een LED wordt omgezet in warmte. Stijgende temperatuur van de overgang vermindert de lichtefficiëntie aanzienlijk en versnelt veroudering, dus een effectief ontwerp van warmteafvoer is essentieel om een hoge efficiëntie te behouden. Onstabiele bedrijfsstroom en spanning beïnvloeden ook de lichtefficiëntie.
III. Technologieën en trends in verbetering van lichtefficiëntie
De lichtefficiëntie van LED's nadert haar theoretische limiet van 250-300 lm/W. Verbeteringstechnologieën richten zich op drie gebieden: het optimaliseren van kristalkwaliteit en de structuur van de quantum well op materiaalniveau; het adopteren van COB-geïntegreerde verpakking en nanocoating op verpakkingsniveau; en het combineren van intelligente bestuurders om de werkomstandigheden aan te passen voor optimale efficiëntie. Toekomstige ontwikkelingen zullen zich richten op gecoördineerde optimalisatie van efficiëntie, lichtkwaliteit en betrouwbaarheid, waarbij men zich aanpast aan Mini/Micro LED-technologieën.
IV. Toepassingswaarde van LED's met een hoge lichtsterkte efficiëntie
De kernwaarde van een hoge lichtefficiëntie ligt in energie- en kostenbesparingen. Voor gemeentelijke straatverlichting kunnen hoogefficiënte LED's het vermogen van 250W (traditionele hogedruknatriumlampen) terugbrengen naar onder de 100W, waardoor jaarlijks meer dan 1.000 kWh per lamp wordt bespaard. In woning- en bedrijfsverlichting besparen ze de elektriciteitskosten en onderhoudskosten. Bovendien breiden ze verlichtingsscenario's uit naar industriële, tuinbouw- en medische sectoren, wat groene upgrades in alle sectoren stimuleert.
Conclusie
De verbetering van de lichtefficiëntie van LED's is het resultaat van de integratie van halfgeleider- en verlichtingsindustrieën, wat een essentiële ondersteuning vormt voor wereldwijde energiebesparing en emissiereductie. In de toekomst zullen LED's, terwijl ze een hoge efficiëntie behouden, uitgebreide verbeteringen in lichtkwaliteit en intelligentie bereiken, wat zorgt voor efficiëntere en milieuvriendelijkere verlichtingservaringen.
