1　目前人們對(duì)半導(dǎo)體綠色照明的理解

　　近年來，由于LED技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展和世界性能源的緊張，“半導(dǎo)體綠色照明”的概念被越來越多的人接受。2004年，國家半導(dǎo)體照明工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組宣告成立，科技部會(huì)同信息產(chǎn)業(yè)部、建設(shè)部、教育部、中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)、中科院等開始共同啟動(dòng)半導(dǎo)體照明工程。

　　在國際上，通用電氣、飛利浦、歐司朗紛紛與半導(dǎo)體公司結(jié)合，建立半導(dǎo)體照明公司。美國《激光世界》曾撰文稱：到2025年白光LED將占照明燈具市場的25%以上份額。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)2005-2010年全球LED照明市場規(guī)模將逾10億美元。國外也有報(bào)道稱：5年后半導(dǎo)體燈替代20%的白熾燈。這個(gè)估計(jì)可能比較樂觀，但揭示了半導(dǎo)體燈未來的應(yīng)用前景和增長潛力。據(jù)統(tǒng)計(jì)：若臺(tái)灣地區(qū)25%的白熾燈和全部日光燈被白光LED取代，每年可節(jié)省110億度電力，相當(dāng)于一座核電站的供電能力。由于照明消耗占整個(gè)電力消耗的20%，全球每年使用這種光源所節(jié)省的電能達(dá)1000億美元，因此大力發(fā)展白光LED技術(shù)將是保護(hù)環(huán)境和節(jié)省能源的一個(gè)有效途徑。在未來二十年內(nèi)使用固態(tài)照明有減低全球用于照明的用電量50%，及節(jié)省全球電力總消耗量10%[1]。

　　“半導(dǎo)體綠色照明”就是LED照明，這就是目前人們對(duì)“半導(dǎo)體綠色照明”的理解。

　　2 太陽電池和LED一樣，都是半導(dǎo)體器件

　　近年來，和LED技術(shù)同時(shí)得到突飛猛進(jìn)發(fā)展的還有太陽電池技術(shù)，盡管太陽電池的種類有許多，但是在整個(gè)光伏發(fā)電領(lǐng)域由于晶體硅太陽電池相對(duì)優(yōu)越的使用壽命、轉(zhuǎn)換效率等性能，起主導(dǎo)地位的是晶體硅太陽電池，目前人們所講的太陽電池，基本上就是硅晶體太陽電池。

　　硅晶體太陽能電池是另一種半導(dǎo)體器件，和LED一樣，它也是由PN結(jié)組成，它是一個(gè)面積比LED大幾千倍甚至上萬倍的PN結(jié)。它的壽命可以達(dá)到25年以上，原材料來源豐富，可靠性高，工作無噪聲。太陽能作電池作為取自太陽能的綠色能源，是一種半導(dǎo)體器件。它結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，是取之不盡，用之不竭的能源，是本世紀(jì)最有前途的能源。目前由于太陽能電池價(jià)格過高，或者由于太陽能電池效率低，單位面積的功率小，沒有合適的位置安放太陽能電池，這些問題那時(shí)可能得到解決。和LED技術(shù)一樣，太陽電池的發(fā)展目前也遇到了一些暫時(shí)的技術(shù)難題?；仡櫲祟?954年制造出現(xiàn)代硅太陽能電池，1958年應(yīng)用在宇宙飛船上，60年代初空間太陽能電池的設(shè)計(jì)已經(jīng)成熟。以后十多年，太陽能電池主要應(yīng)用在空間。70年代太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)有了明顯提高，到70年代末，由于制造成本下降，地面應(yīng)用太陽能電池?cái)?shù)量已經(jīng)超過空間應(yīng)用數(shù)量。80年代至今，晶體硅太陽能電池的效率從18%增加到25%，這就是說，未來人類主要電力來源于太陽能電池是完全可能的。

　　3 真正的半導(dǎo)體綠色照明

　　據(jù)估計(jì)，10年以后的今天，我們用于照明電力的一半以上可能來于太陽能。在人類的發(fā)電技術(shù)中，太陽能光伏發(fā)電是真正沒有任何污染而可以給我們提供電能的技術(shù)。大家知道，太陽能電池是一個(gè)巨大的PN結(jié)，它把太陽能轉(zhuǎn)換為電能。LED是另一個(gè)可以將電能轉(zhuǎn)換為光線的PN結(jié)，它的轉(zhuǎn)換效率一天一天在提高，據(jù)說不久就可以達(dá)到節(jié)能燈的水平，而使用壽命可以達(dá)到10萬小時(shí)以上，這種從PN結(jié)——PN結(jié)的照明是真正意義上的綠色照明。[2]

　　太陽電池的普及和LED照明技術(shù)的進(jìn)步使人們可以站在另一個(gè)高度來審視什么是未來人類真正的綠色照明。未來最前途的綠色照明系統(tǒng)應(yīng)該是：太陽能電池——發(fā)光二極管，即PN結(jié)——PN結(jié)的半導(dǎo)體綠色照明系統(tǒng)。它具有目前世界上任何照明系統(tǒng)所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)：清潔，沒有任何污染，高效率和長壽命。它們的組合方式應(yīng)該有獨(dú)立半導(dǎo)體綠色照明系統(tǒng)和并網(wǎng)半導(dǎo)體綠色照明系統(tǒng)兩種：[3]

　　3.1 獨(dú)立半導(dǎo)體綠色照明系統(tǒng)

　　它的特點(diǎn)是系統(tǒng)可以脫離電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，典型的例子是目前流行的太陽能路燈，太陽能草坪燈，戶用太陽能照明系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)方框圖如圖1所示：

圖1 獨(dú)立半導(dǎo)體綠色照明系統(tǒng)