LED照明基礎(chǔ)知識(shí) 電-光轉(zhuǎn)換效率
電-光轉(zhuǎn)換效率包括:
·光功率效率η:
1、 輻射過(guò)程的能量損失
電-光轉(zhuǎn)換效率對(duì)LED的產(chǎn)品性能有很大影響,并且在發(fā)光過(guò)程中伴隨有能量損失,同樣影響LED的發(fā)光效果。在LED的pn結(jié)上加上IF·VF電能后,可以轉(zhuǎn)變成光功率輻射出來(lái),在輻射光的過(guò)程中產(chǎn)生能量損失的原因有以下幾種:
·正向電壓VF下,載流子(電子-空穴)在pn結(jié)中復(fù)合發(fā)射出光子,會(huì)造成能量損失。
·由于pn結(jié)中有雜質(zhì)、晶格缺陷等因素,每個(gè)電子渡越pn結(jié)與空穴復(fù)合時(shí),并不是都能激發(fā)產(chǎn)生出一個(gè)光子,即內(nèi)量子效率不可能達(dá)到100%。
·每個(gè)電子渡越pn結(jié)耗能一定大于發(fā)射那個(gè)光子所具有的能量。
以上幾種原因使pn結(jié)發(fā)射出的光子總能量小于加在pn結(jié)上的電能(即IF·VF),減少部分的能量變成pn結(jié)熱能而產(chǎn)生溫升。
2、 封裝時(shí)的能量損失
封裝LED時(shí),由LED芯片的折射率(一般折射率2.5~3)與封裝膠的折射率不同(一般封裝膠的折射率為1.4或1.5),而封裝膠的折射率與空氣折射率也不同(空氣折射率一般為1),所以不可能所有的光子都能輻射到空氣中,即外量子效率也不可能達(dá)到100%。
LED芯片發(fā)出的光遇到其他介質(zhì)的交界面時(shí)會(huì)發(fā)生光反射現(xiàn)象,并被LED芯片吸收,這部分被吸收的光子能量轉(zhuǎn)化為芯片熱量并產(chǎn)生溫升。當(dāng)光線入射角大于全反射角時(shí),則光線100%被反射。
3、 激發(fā)過(guò)程的能量損失
對(duì)于白光LED,由于用藍(lán)光激發(fā)黃色YAG熒光粉,因此其激發(fā)過(guò)程中也存在能量損失:
·藍(lán)光對(duì)黃色YAG熒光粉并非100%激發(fā),這與黃色YAG熒光粉的顆粒大小和均勻度有關(guān)系。減少了光子數(shù)將造成能量損失。
·藍(lán)色光子的能量大于激發(fā)出黃色光子能量,藍(lán)色光子轉(zhuǎn)換成黃色光子輻射出來(lái),同樣也造成了能量損失。
·溫度升高,藍(lán)光太強(qiáng),非輻射現(xiàn)象增加,藍(lán)光轉(zhuǎn)換成黃光的效率下降。
以上所講的LED的各項(xiàng)指標(biāo),都可以使用目前市場(chǎng)上可供的一些儀器進(jìn)行測(cè)試(如杭州遠(yuǎn)方、浙大三色等公司都有測(cè)試這些指標(biāo)的儀器)。但是,目前國(guó)內(nèi)對(duì)于LED各個(gè)指標(biāo)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的確定還要進(jìn)行認(rèn)真的商討。不過(guò)LED廠家也可與用戶之間進(jìn)行商定,建立起自己系統(tǒng)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)(當(dāng)然要以國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù))。