照明技術發展的十大趨勢分析
摘要: 照明技術的物質基礎是光源。因此,照明技術的發展是基于光源技術的發展的。自20世紀90年代三位日裔科學家赤崎勇、天野浩和中村修二在GaN基藍光LED技術取得的重大突破以來,LED技術快速發展。這也強有力地推動了照明技術的發展,已經并將對照明技術產生巨大的變革。
照明技術的物質基礎是光源。因此,照明技術的發展是基于光源技術的發展的。自20世紀90年代三位日裔科學家赤崎勇、天野浩和中村修二在GaN基藍光LED技術取得的重大突破以來,LED技術快速發展。這也強有力地推動了照明技術的發展,已經并將對照明技術產生巨大的變革,包括如下幾個方面:
1、照明的主流光源將轉為LED
目前,大功率LED商業化產品的光效已經達到150lm/W以上,壽命達到30000小時以上,這些使LED的綜合性能已經超越了其它光源。
同時,除很大的功率外,LED燈具的價格已經接近其它光源組成的燈具。因此,相對來說,LED已經具有一定的優勢。同時,LED的實驗室產品光效已經達到300lm/W以上,且通過合理的散熱設計,50000小時以上的壽命是完全可以達到的。原理性上說,其它光源在光效與壽命方面提升的空間不大。因此,可以預計,LED成為照明市場的主流光源應該是指日可待。
2、LED器件技術的研究將主要集中于綠光LED效率的提升
半導體照明技術的核心器件——LED,目前紅光LED及藍光LED都具有較高的光電效率,但是綠光LED的光電效率很低。這限制了LED光譜靈活性的實質性應用。因此,提升綠光LED的光效是LED器件最重要的研究課題。但目前的GaN基LED技術路線遇到很大的技術瓶頸,無論是現有技術路線還是創新的技術路線都有待研究。
3、LED器件技術的另一個研究將是窄光譜LED器件的研究
單個LED較窄的光譜寬度將有助于真正實現組裝LED光譜的無限靈活性。這將使LED的應用前景更加廣泛。同時,目前LED的一個主要應用——LED顯示中,若能使單色LED的光譜寬度變小,將可以實現更大的色域空間。而這是一個很大的應用領域。
4、普通照明用的白光LED將逐步轉向RGB方式實現
普通照明用的光源都是以白光或接近白光的形式呈現。目前綜合性價比最高的、也是市場上主流的白光LED,都是藍光LED加YAG熒光粉的方式實現的。但是,理論上RGB的方式具有更高的光效,而且采用RGB的方式將使燈具可以調光、調色,甚至調顯色指數等。因此,隨著綠光LED光效的提升,相信RGB方式(進一步延伸為3個或3個以上單色LED混色)將成為主流的白光LED模式。
5、光源的顯色性的表征將是一個長期的爭論過程,以光譜形式的表征或許是終極的結果
目前表征光源顯色性的參數主要是顯色指數。但是,這是建立在傳統光源的有限的光譜形式基礎上的。而LED光譜的無限靈活性將使這種表征出現問題。可以預計,如果LED實現了真正的光譜無限靈活性,那么任何一種單參數的顯色性表征實際上都將是有缺陷的,終極的表征方式應該是光譜本身。
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