太陽輻射能是取之不盡、用之不竭的、是人類能夠自由利用的能源。在世界能源短缺、環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天,充分開發(fā)利用太陽能是世界各國政府可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略決策。與傳統(tǒng)的照明工具相比,超高亮白光LED 照明光源體積小、重量輕、方向性好并可耐各種惡劣條件,在功耗、壽命以及環(huán)保等方面均有不可比擬的優(yōu)越性[1] ,再加上太陽能燈具的節(jié)能性和安裝簡便,所以凡有工頻交流電燈具的地方,LED 燈具的觸角就會(huì)到達(dá)。
1 超高亮白光LED
1. 1 發(fā)光原理
超高亮度LED (UHB) 是指光效達(dá)到或超過100lm/W的LED。LED 外施電壓后在其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生受激電子躍遷光輻射。按照不同半導(dǎo)體基本材料的物理特性,所產(chǎn)生的光波長是不同的。發(fā)光二極管的實(shí)質(zhì)性結(jié)構(gòu)是P —N 結(jié),在半導(dǎo)體P —N 結(jié)通以正向電流時(shí)注入少數(shù)載流子,少數(shù)載流子的發(fā)光復(fù)合就是發(fā)光二極管的工作機(jī)理。半導(dǎo)體P —N 結(jié)發(fā)光實(shí)質(zhì)為固體發(fā)光,而各種固體發(fā)光都是固體內(nèi)不同能量狀態(tài)的電子躍遷的結(jié)果。半導(dǎo)體材料的發(fā)光機(jī)理決定了單一LED 芯片不可能發(fā)出連續(xù)光譜的白光,必須以其它的方式合成白光。白光LED 通常是在發(fā)射藍(lán)光的InGaN 基材上涂熒光材料, 熒光材料在受到藍(lán)光激勵(lì)時(shí)會(huì)發(fā)出黃光, 藍(lán)光和黃光的混合物形成白光[2] 。
1. 2 工作特性
由于LED 是直流供電器件,很容易制成直流燈具,廣泛應(yīng)用于直流系統(tǒng),如太陽能燈具產(chǎn)品。超高亮白光LED 應(yīng)用于太陽能燈具,單個(gè)束光型超高亮度LED 發(fā)光管其產(chǎn)生的光線方向性太強(qiáng),綜合視覺效果較差,因此應(yīng)首選平光型超高亮LED 或平光型與束光型超高亮LED 組合使用,將多個(gè)LED 集中于一起,排列組合成一定規(guī)則的LED 發(fā)光源。超高亮白光LED 發(fā)光源既要保證有一定的照射強(qiáng)度,又要使其具有較高的光效,然而電流的增大,光通量雖然增大,但是,另一方面電流的增加會(huì)引起光源熱損耗的增加,通常導(dǎo)致管溫的增加,其綜合效果是光效降低,所以把光通量和光效的交合點(diǎn)為最佳工作點(diǎn),一般為17. 5 mA[3] 。
超高亮白光LED發(fā)光源具有如下優(yōu)點(diǎn)[4] :
(1) 壽命長
LED 的壽命長達(dá)10 萬h ,而白熾燈的壽命一般不超過2 000 h ,熒光燈的壽命也不過5 000 h左右。
(2) 效率高
相對于傳統(tǒng)的第一代照明光源白熾燈,LED 的功耗只有前者的10 %～20 %。
(3) 綠色環(huán)保
與廣泛使用的第二代照明熒光燈相比,LED 不含汞、無頻閃,是一種環(huán)保光源。
(4) 耐低溫
環(huán)境使用溫度在- 40 ℃～80 ℃,環(huán)境適應(yīng)性非常強(qiáng) |
