照明技術(shù)發(fā)展的十大趨勢分析
摘要: 照明技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)是光源。因此,照明技術(shù)的發(fā)展是基于光源技術(shù)的發(fā)展的。自20世紀(jì)90年代三位日裔科學(xué)家赤崎勇、天野浩和中村修二在GaN基藍(lán)光LED技術(shù)取得的重大突破以來,LED技術(shù)快速發(fā)展。這也強有力地推動了照明技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)并將對照明技術(shù)產(chǎn)生巨大的變革。
照明技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)是光源。因此,照明技術(shù)的發(fā)展是基于光源技術(shù)的發(fā)展的。自20世紀(jì)90年代三位日裔科學(xué)家赤崎勇、天野浩和中村修二在GaN基藍(lán)光LED技術(shù)取得的重大突破以來,LED技術(shù)快速發(fā)展。這也強有力地推動了照明技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)并將對照明技術(shù)產(chǎn)生巨大的變革,包括如下幾個方面:
1、照明的主流光源將轉(zhuǎn)為LED
目前,大功率LED商業(yè)化產(chǎn)品的光效已經(jīng)達(dá)到150lm/W以上,壽命達(dá)到30000小時以上,這些使LED的綜合性能已經(jīng)超越了其它光源。
同時,除很大的功率外,LED燈具的價格已經(jīng)接近其它光源組成的燈具。因此,相對來說,LED已經(jīng)具有一定的優(yōu)勢。同時,LED的實驗室產(chǎn)品光效已經(jīng)達(dá)到300lm/W以上,且通過合理的散熱設(shè)計,50000小時以上的壽命是完全可以達(dá)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(yù)計,LED成為照明市場的主流光源應(yīng)該是指日可待。
2、LED器件技術(shù)的研究將主要集中于綠光LED效率的提升
半導(dǎo)體照明技術(shù)的核心器件——LED,目前紅光LED及藍(lán)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(zhì)性應(yīng)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(shù)路線遇到很大的技術(shù)瓶頸,無論是現(xiàn)有技術(shù)路線還是創(chuàng)新的技術(shù)路線都有待研究。
3、LED器件技術(shù)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(xiàn)組裝LED光譜的無限靈活性。這將使LED的應(yīng)用前景更加廣泛。同時,目前LED的一個主要應(yīng)用——LED顯示中,若能使單色LED的光譜寬度變小,將可以實現(xiàn)更大的色域空間。而這是一個很大的應(yīng)用領(lǐng)域。
4、普通照明用的白光LED將逐步轉(zhuǎn)向RGB方式實現(xiàn)
普通照明用的光源都是以白光或接近白光的形式呈現(xiàn)。目前綜合性價比最高的、也是市場上主流的白光LED,都是藍(lán)光LED加YAG熒光粉的方式實現(xiàn)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(diào)光、調(diào)色,甚至調(diào)顯色指數(shù)等。因此,隨著綠光LED光效的提升,相信RGB方式(進(jìn)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(jié)果
目前表征光源顯色性的參數(shù)主要是顯色指數(shù)。但是,這是建立在傳統(tǒng)光源的有限的光譜形式基礎(chǔ)上的。而LED光譜的無限靈活性將使這種表征出現(xiàn)問題。可以預(yù)計,如果LED實現(xiàn)了真正的光譜無限靈活性,那么任何一種單參數(shù)的顯色性表征實際上都將是有缺陷的,終極的表征方式應(yīng)該是光譜本身。
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