Aydınlatma alanında LED ışık kaynağının daha büyük bir rolü nasıl oynanır?

Yarı iletken aydınlatmanın ışık verimliliği veya enerji verimliliği, enerji tasarrufu etkisinin önemli bir göstergesidir. Şu anda, LED cihazların ışık verimliliği sanayileşme seviyesi 120~140lm/W'a ulaşabilir ve aydınlatma lambalarının toplam enerji verimliliği 100lm/W'den fazla olabilir. Bu hala yüksek değil ve enerji tasarrufu etkisi açık değil, bu da yarı iletken cihaz ışık veriminin 250lm/W teorik değerinden çok uzak. Gerçekten yüksek ışık verimliliği elde etmek için, esas olarak dahili kuantum verimliliğini, harici kuantum verimliliğini, ambalaj ışık verimliliğini ve lamba verimliliğini iyileştirmek için endüstriyel zincirin tüm yönleriyle ilgili teknik sorunları çözmemiz gerekiyor. Bu makale, uzatma, çip, paketleme, lamba ve diğer yönlerde çözülmesi gereken teknik sorunları tartışacaktır.

1. Dahili kuantum verimliliğini ve harici kuantum verimliliğini iyileştirin

Aşağıdaki önlemler esas olarak dahili kuantum verimliliğini ve harici kuantum verimliliğini iyileştirmek için alınır.

(1) Yüzey yüzeyi pürüzlülüğü ve polar olmayan alt tabaka

GaN, dislokasyonu ve kusur yoğunluğunu ve polar alan etkisini azaltmak ve dahili kuantum verimliliğini artırmak için nano ölçekli desenli substrat, "yönlendirilmiş" desenli substrat veya polar olmayan ve yarı polar substrat üzerinde büyütülür [1].

(2) Genelleştirilmiş homojen substrat

GaN, karışık homojen bir substrat GaN/Al2O3 olarak HVPE (hidrit sıvı faz epitaksi) tarafından Al2O3 safir substrat üzerinde büyütülür. Bu temelde, GaN epitaksiyel büyütülür, bu da düşük dislokasyon yoğunluğunu büyük ölçüde 106 - 107cm-2'e indirebilir ve dahili kuantum verimliliğini büyük ölçüde artırabilir. Riya, Cree ve Pekin Üniversitesi araştırma ve geliştirme sürecindedir [2].

(3) İyileştirilmiş kuantum kuyusu yapısı

In bileşeninin değişim modunu ve miktarını kontrol edin, kuantum kuyusu yapısını optimize edin, elektronların ve deliklerin örtüşme olasılığını iyileştirin, radyasyon rekombinasyon olasılığını artırın ve iç kuantum verimliliğini artırmak için denge dışı taşıyıcıların taşınmasını ayarlayın.

(4) Yeni yapıya sahip çip

Yeni yapı, ışık yaymak için çipin altı tarafını gerektirir ve çeşitli yüzey pürüzlendirme yöntemlerini yürütmek, fotonların çip arayüzünde yansıma olasılığını azaltmak ve dış kuantumu iyileştirmek için yüzey geçirgenliğini artırmak için çip arayüzünde yeni teknolojiler kullanılır. çipin verimliliği.

2. Paketin ışık çıkış verimliliğini artırın ve bağlantı sıcaklığını azaltın

(1) Fosforun verimliliği ve kaplama teknolojisi

Fosforun ışık uyarma verimliliği şu anda yüksek değil, sarı toz yaklaşık yüzde 70'e ulaşabilir ve kırmızı tozun ve yeşil tozun verimliliği düşüktür, bu da daha da geliştirilmesi gerekir. Ayrıca fosforun kaplama işlemi çok önemlidir. 60 μm fosforun çip yüzeyi üzerine düzgün bir şekilde kaplanması durumunda uyarma veriminin yüksek olduğu bildirilmektedir.

(2) COB ambalajı

Şu anda, yarı iletken aydınlatmanın ışık kaynağı, çeşitli COB paketleme biçimlerini benimsemektedir. COB ambalajının ışık verimliliğini artırmak acildir. İkinci nesil (bazıları üçüncü nesil olarak da adlandırılır) COB matris yapılı ambalajın 120lm/W'den fazla bir ışık verimliliği sağlayabildiği bildirilmektedir. Tam yansıma için flip chip ve hexahedron kullanılırsa, ışık efekti 160lm/W'den fazla olabilir.

(3) Bağlantı sıcaklığını azaltın

Bağlantı sıcaklığı 25 derece olduğunda ışık miktarı yüzde 100 olarak ayarlanır. Bağlantı sıcaklığı 60 dereceye yükseldiğinde ışık miktarı sadece yüzde 90, 140 dereceye yükseldiğinde ışık miktarı sadece yüzde 70'tir. Bu nedenle, daha düşük bir bağlantı sıcaklığı ve daha yüksek bir ışık verimliliği sağlamak için paketleme sırasında ısı yayılım önlemleri artırılmalıdır.

3. Lambaların ışık alma verimliliğini artırın

Farklı LED lambaların verimliliği büyük ölçüde değişir. Genel olarak, LED lambaların verimliliği yüzde 80'den fazladır ve bazıları yüzde 90'dan fazla olabilir. LED ışık kaynağının özelliklerine ve farklı uygulama durumlarına göre, lambaların ikincil optik tasarımı rafine edilmeli ve LED lambaların ışık çıkarma verimliliğini artırmak için lambaların ısı dağılımı ve parlaması da dikkate alınmalıdır.