Hvað gerir LED lýsingu til að hafa meiri skilvirkni?
Yfirlit yfir LED lýsingu
Mikil skilvirkni LEDstafar af einstökum hálfleiðurum þeirra og uppbyggingu. Ólíkt glóperum, sem framleiða ljós með því að hita þráð, umbreyta LED rafmagni beint í ljós með rafljómun. Þetta ferli útilokar orkusóun sem stafar af hitamyndun, sem gerir ljósframleiðslu skilvirkari.
LED eru framleidd með því að sameina tvær gerðir af hálfleiðara kristöllum: annar dópaður með 3-gildu efni (eins og indíum eða bór) til að mynda P-gerð hálfleiðara, og hin dópuð með 5-gildu efni (eins og fosfór eða arseni) til að búa til hálfleiðara. Þetta lyfjamisferli myndar pn-mót, sem leyfir aðeins straum að flæða í eina átt.
Þegar hentug spenna er sett á PN-mótin, færast rafeindir frá N-gerð svæði til að fylla "göt" í P-gerð svæði (ástand sem kallast forspennu). Þessi endursamsetning losar orku í formi ljóseinda sem myndar ljós. Litur ljóssins sem gefin er út ræðst af orkubandsbili hálfleiðara og lyfjaefnin sem notuð eru; til dæmis, að bæta áli við gallíumarseníðdíóða framleiðir rautt LED ljós. ¹
Kostir LED lýsingar
LED lýsingbýður upp á fjölda kosta sem hafa ýtt undir hraða upptöku þess í fjölbreyttum forritum. Í nýlegri rannsókn sýndu vísindamenn frá háskólanum í Michigan að LED geta verið allt að 44% skilvirkari en 4 feta flúrperur og 18% til 44% skilvirkari en T8 flúrperur.²
LED eru einnig með lengdan líftíma allt að 25.000 klukkustunda - 25 sinnum lengri en hefðbundnar glóperur - sem dregur verulega úr endurnýjunar- og viðhaldskostnaði. Eðlileg solid-hönnun þeirra tryggir endingu, sem gerir þau ónæm fyrir brotum og þolir erfiðar umhverfisaðstæður.
Að auki veita ljósdíóður samstundis birtustig og fjölbreytt úrval af litavalkostum og þau eru samhæf við lágspennukerfi, þar á meðal sólarorku. Þessir eiginleikar gera þá að kjörnum vali fyrir iðnaðar- og útiljósanotkun. ³
Söguleg þróun LED
Ljósaiðnaðurinn fór inn í sína þriðju stóru byltingu með víðtækri upptöku LED, eftir tímum glóperanna og flúorljósanna. Þessi breyting var möguleg vegna framfara í rafljómun, fyrirbæri sem Henry Joseph Round sá fyrst árið 1907.
Síðari bylting var meðal annars sköpun Oleg Losev á fyrstu LED árið 1927, en það var þróun Nick Holonyak Jr á fyrstu hagnýtu sýnilegu-litrófs LED hjá General Electric árið 1962 sem markaði upphaf markaðssetningar LED.
Upphaflega voru LED takmörkuð af lágu ljósstreymi og einlita ljósafleiðni, sem takmarkaði notkun þeirra í almennri lýsingu. Hins vegar, uppfinning Shuji Nakamura á bláu LED tók á þessum takmörkunum með því að gera kleift að framleiða hvítt ljós og margs konar litahitastig.
Um 2000, markaðsvæðing hvítra LED knúði hraðri upptöku þeirra í ýmsum lýsingarforritum. Þessi þróun hélt áfram inn á 2010, studd af endurbótum á skilvirkni, birtustigi og kostnaðarlækkunum. Í dag heldur tæknin áfram að þróast, með áframhaldandi endurbótum á skilvirkni, litagæði og fjölhæfni notkunar. ¹
Nýlegar rannsóknir og þróun í LED
Sigrast á LED skilvirkni Droop
Rannsókn sem birt var íVísindaframfarirtekur á -langvarandi áskoruninni um að draga úr skilvirkni í LED tækni – fyrirbæri þar sem birta minnkar út fyrir ákveðinn þröskuld, jafnvel þegar rafmagnsinntak eykst.
Rannsóknarteymið þróaði LED-hönnun á nanóskala með sinkoxíðuggum, sem bætir verulega meðhöndlun rafstraums og dregur úr áhrifum skilvirkni. Þessi háþróaða ljósdíóða náði 100 til 1.000 sinnum meiri birtu og myndaði allt að 20 míkróvatta af afli, samanborið við 22 nanowöttin sem venjulega eru framleidd með hefðbundnum -stærð LED ljósdíóða.
Yfirlit yfir LED lýsingu
Mikil skilvirkni LEDstafar af einstökum hálfleiðurum þeirra og uppbyggingu. Ólíkt glóperum, sem framleiða ljós með því að hita þráð, umbreyta LED rafmagni beint í ljós með rafljómun. Þetta ferli útilokar orkusóun sem stafar af hitamyndun, sem gerir ljósframleiðslu skilvirkari.
LED eru framleidd með því að sameina tvær gerðir af hálfleiðara kristöllum: annar dópaður með 3-gildu efni (eins og indíum eða bór) til að mynda P-gerð hálfleiðara, og hin dópuð með 5-gildu efni (eins og fosfór eða arseni) til að búa til hálfleiðara. Þetta lyfjamisferli myndar pn-mót, sem leyfir aðeins straum að flæða í eina átt.
Þegar hentug spenna er sett á PN-mótin, færast rafeindir frá N-gerð svæði til að fylla "göt" í P-gerð svæði (ástand sem kallast forspennu). Þessi endursamsetning losar orku í formi ljóseinda sem myndar ljós. Litur ljóssins sem gefin er út ræðst af orkubandsbili hálfleiðara og lyfjaefnin sem notuð eru; til dæmis, að bæta áli við gallíumarseníðdíóða framleiðir rautt LED ljós. ¹
Kostir LED lýsingar
LED lýsing býður upp áfjölda kosta sem hafa ýtt undir hraða upptöku þess í ýmsum forritum. Í nýlegri rannsókn sýndu vísindamenn frá háskólanum í Michigan að LED geta verið allt að 44% skilvirkari en 4 feta flúrperur og 18% til 44% skilvirkari en T8 flúrperur.²
LED eru einnig með lengdan líftíma allt að 25.000 klukkustunda - 25 sinnum lengri en hefðbundnar glóperur - sem dregur verulega úr endurnýjunar- og viðhaldskostnaði. Eðlileg solid-hönnun þeirra tryggir endingu, sem gerir þau ónæm fyrir brotum og þolir erfiðar umhverfisaðstæður.
Að auki veita ljósdíóður samstundis birtustig og fjölbreytt úrval af litavalkostum og þau eru samhæf við lágspennukerfi, þar á meðal sólarorku. Þessir eiginleikar gera þá að kjörnum vali fyrir iðnaðar- og útiljósanotkun. ³
Söguleg þróun LED
Ljósaiðnaðurinn fór inn í sína þriðju stóru byltingu með víðtækri upptöku LED, eftir tímum glóperanna og flúorljósanna. Þessi breyting var möguleg vegna framfara í rafljómun, fyrirbæri sem Henry Joseph Round sá fyrst árið 1907.
Síðari bylting var meðal annars sköpun Oleg Losev á fyrstu LED árið 1927, en það var þróun Nick Holonyak Jr á fyrstu hagnýtu sýnilegu-litrófs LED hjá General Electric árið 1962 sem markaði upphaf markaðssetningar LED.
Upphaflega voru LED takmörkuð af lágu ljósstreymi og einlita ljósafleiðni, sem takmarkaði notkun þeirra í almennri lýsingu. Hins vegar, uppfinning Shuji Nakamura á bláa LED tók á þessum takmörkunum með því að gera kleift að framleiða hvítt ljós og mismunandi litahitastig.
Um 2000, markaðsvæðing hvítra LED knúði hraðri upptöku þeirra í ýmsum lýsingarforritum. Þessi þróun hélt áfram inn á 2010, studd af endurbótum á skilvirkni, birtustigi og kostnaðarlækkunum. Í dag heldur tæknin áfram að þróast, með áframhaldandi endurbótum á skilvirkni, litagæði og fjölhæfni notkunar. ¹
Nýlegar rannsóknir og þróun í LED
Sigrast á LED skilvirkni Droop
Rannsókn sem birt var íVísindaframfarirtekur á -langvarandi áskoruninni um að draga úr skilvirkni í LED tækni – fyrirbæri þar sem birta minnkar út fyrir ákveðinn þröskuld, jafnvel þegar rafmagnsinntak eykst.
Rannsóknarteymið þróaði LED-hönnun á nanóskala með sinkoxíðuggum, sem bætir verulega meðhöndlun rafstraums og dregur úr áhrifum skilvirkni. Þessi háþróaða ljósdíóða náði 100 til 1.000 sinnum meiri birtu og myndaði allt að 20 míkróvatta af afli, samanborið við 22 nanowöttin sem venjulega eru framleidd með hefðbundnum -stærð LED ljósdíóða.
Þessi bylting táknar mikil framförí LED skilvirkni, sem hugsanlega gerir kleift að búa til bjartari og skilvirkari ljósgjafa fyrir fjölbreytt forrit, þar á meðal samskiptatækni og sótthreinsunarkerfi. ⁴
Quantum Dot LED snjallljósakerfi
Vísindamenn frá háskólanum í Cambridge þróuðu skammtapunkta-bundið snjallljósakerfi sem býður upp á yfirburða lita nákvæmni og breiðari sérsniðnar litróf samanborið við hefðbundnar LED. Niðurstöðurnar voru birtar íNáttúrusamskipti.
QD-LED-kerfið notar marga grunnliti umfram venjulega græna, rauða og bláa, sem gerir kleift að endurskapa náttúrulega dagsbirtu nákvæmari. Það náði fylgni litahitastigs (CCT) bilinu frá 2243K (rauðleitt heitt ljós) til 9207K (björtu hádegissólarljósi) og litabirgðastuðul (CRI) upp á 97 - sem fór yfir 80 til 91 CRI svið núverandi snjallpera í atvinnuskyni.
Þessi framfarir gætu verulega bætt sjónræn þægindi og orkunýtni með því að bjóða upp á kraftmeira og móttækilegra ljósaumhverfi sem aðlagar sig að þörfum notenda og náttúrulegum birtuskilyrðum. ⁵
Sveigjanlegt lífrænt LED eftirlíking kertaljós
Í nýlegri rannsókn sem birt var íACS Applied Electronic Materials, bjuggu vísindamenn til sveigjanlega lífræna LED sem gefur frá sér heitt, kertaljós-eins og ljóma en lágmarkar blátt ljós, hluti sem vitað er að truflar svefn með því að bæla melatónínframleiðslu.
Þessi nýstárlega LEDnotar gljásteinsbak, sem veitir það sveigjanleika og endingu; það þolir allt að 50.000 beygjur án þess að brotna. Prófanir sýndu að útsetning fyrir þessu LED-ljósi í 1,5 klst. bældi melatónínframleiðslu um aðeins 1,6%, í algjörri mótsögn við 29% bælinguna af völdum köldum -hvítum, kompaktum flúrperum (CFL).
Þessi þróun býður upp á hagnýta lausn fyrir næturlýsingu á heimilum, hótelum og heilsugæslustöðvum, þar sem þægileg, svefnvæn -lýsing er nauðsynleg. ⁶
Áskoranir og takmarkanir LED lýsingar
Þrátt fyrir fjölmarga kosti LED-lýsingar eru enn nokkrar áskoranir og takmarkanir sem þarf að takast á við til að hámarka ávinninginn.
Eitt lykilatriði kemur upp við umskipti tilLED tækni. Til dæmis, árið 2013, hóf borgin Davis í Kaliforníu metnaðarfullu verkefni til að skipta út 2.600 götuljósum fyrir LED - aðeins til að mæta verulegum viðbrögðum almennings. Nýju LED-ljósin ollu óhóflegu glampi, réðust inn í heimili (röskuuðu friðhelgi einkalífsins á nóttunni) og breyttu notalegu næturumhverfi bæjarins. Til að leysa þessi mál þurfti borgin að aðlaga verkefnið til að nota lægri litahita LED, sem hafði aukakostnað upp á $350.000. Þetta tilfelli undirstrikar þörfina fyrir vandlega skipulagningu sem jafnvægi orkunýtni við mannleg þægindi og fagurfræðileg sjónarmið þegar LED lýsing er tekin upp í mælikvarða.
Önnur mikilvæg takmörkun er blátt ljós innihald í mörgum LED. Vitað er að blátt ljós truflar sólarhring manna og bæla melatónínframleiðslu, sem hefur neikvæð áhrif á svefngæði. Þetta vandamál hefur komið fram um alla Evrópu, þar sem breytingin frá heitum natríumgötuljósum yfir í köld -hvít ljósdíóða hefur aukið útsetningu fyrir bláu ljósi, sem hefur ekki aðeins áhrif á heilsu manna heldur einnig dregið úr sýnileika stjarna (fyrirbæri sem kallast ljósmengun).
Fyrir utan heilsu manna,LED lýsingaukin birta getur truflað náttúrulegt ljós-myrkra hringrása og skaðað dýralíf. Gerviljós frá LED ruglar farfugla (leiðir þá út af leiðinni) og afvegaleiðir unga skjaldbökur (sem treysta á tunglsljós til að sigla til sjávar), sem hefur skaðlegar afleiðingar fyrir þessar tegundir og vistkerfi þeirra.⁷, ⁸,⁹
Framtíð LED tækni
Frá fyrstu dögum þess,LED ljósatæknihefur náð ótrúlegum framförum og skilað umtalsverðum ávinningi í orkunýtni, langlífi og fjölhæfni – og þróun þess sýnir engin merki um að það hægi á sér.
Núverandi rannsóknarviðleitni beinist að því að ýta undir skilvirkni LED til að nálgast fræðileg mörk þess. Að ná þessu mun opna fyrir frekari orkusparnað og minnka umhverfisfótspor tækninnar, sem gerir hana að enn sjálfbærari vali fyrir alþjóðlegar lýsingarþarfir. Að auki er búist við að samþætting ljósdíóða við háþróuð stjórnkerfi og Internet of Things (IoT) tækni muni gjörbylta ljósastýringu: þessar snjalluppsetningar munu hámarka orkunotkun með því að aðlagast farþegarými, náttúrulegu ljósi og óskum notenda, en gera einnig mjög sérsniðna lýsingarupplifun fyrir mismunandi rými og starfsemi.
Eftir því sem umhverfisáhyggjur aukast mun iðnaðurinn leggja meiri áherslu á sjálfbæra framleiðsluhætti og efni. Þetta felur í sér áframhaldandi rannsóknir á lífrænum og niðurbrjótanlegum íhlutum fyrir LED, sem miða að því að þróa lýsingarlausnir sem eru ekki aðeins orkusparandi í notkun heldur einnig að lágmarka umhverfisáhrif allan lífsferil þeirra – frá framleiðslu til förgunar.
Þó að LED sé í stakk búið til að gegna lykilhlutverki í að efla skilvirka, sjálfbæra lýsingu um allan heim, mun framtíðarárangur þeirra ráðast af því að takast á við þær áskoranir sem eftir eru. Þetta felur í sér að gera ítarlegt mat á-langtíma umhverfisáhrifum þeirra og innleiða ráðstafanir til að tryggja að þau séu örugg fyrir dýralíf og vistkerfi – tryggja að ávinningurinn afLED tækniná til bæði mannlegra samfélaga og náttúrunnar. ¹⁰
Saman gerum við það betra.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd.
Farsími/WhatsApp: (+86)18673599565
Netfang:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Vefur:www.benweilight.com
Bæta við: F bygging, Yuanfen iðnaðarsvæði, Longhua, Bao'an District, Shenzhen, Kína
