Cómo desempeñar un papel más importante de la fuente de luz LED en el campo de la iluminación

La eficiencia luminosa, o eficiencia energética, de la iluminación de semiconductores es un indicador importante del efecto de ahorro de energía. En la actualidad, el nivel de industrialización de la eficiencia de la luz de los dispositivos LED puede alcanzar los 120~140 lm/W, y la eficiencia energética total de las lámparas de iluminación puede ser superior a los 100 lm/W. Esto todavía no es alto, y el efecto de ahorro de energía no es obvio, lo que está lejos del valor teórico de la eficiencia luminosa del dispositivo semiconductor de 250 lm/W. Para lograr realmente una alta eficiencia luminosa, necesitamos resolver problemas técnicos relevantes de todos los aspectos de la cadena industrial, principalmente para mejorar la eficiencia cuántica interna, la eficiencia cuántica externa, la eficiencia de la luz del empaque y la eficiencia de la lámpara. En este trabajo se discutirán los problemas técnicos a resolver en la extensión, chip, empaque, lámpara y otros aspectos.

1. Mejorar la eficiencia cuántica interna y la eficiencia cuántica externa

Las siguientes medidas se toman principalmente para mejorar la eficiencia cuántica interna y la eficiencia cuántica externa.

(1) Desbaste de la superficie del sustrato y sustrato no polar

GaN se cultiva en un sustrato modelado a nanoescala, sustrato modelado "orientado" o sustrato no polar y semipolar para reducir la dislocación y la densidad de defectos y la influencia del campo polar, y mejorar la eficiencia cuántica interna [1].

(2) Sustrato homogéneo generalizado

GaN se cultiva en sustrato de zafiro Al2O3 mediante HVPE (epitaxia en fase líquida de hidruro) como un sustrato homogéneo mixto GaN/Al2O3. Sobre esta base, GaN crece epitaxialmente, lo que puede reducir en gran medida la baja densidad de dislocaciones a 106 - 107cm-2 y mejorar en gran medida la eficiencia cuántica interna. Riya, Cree y la Universidad de Pekín están todas en proceso de investigación y desarrollo [2].

(3) Estructura de pozo cuántico mejorada

Controle el modo de cambio y la cantidad de componente In, optimice la estructura del pozo cuántico, mejore la probabilidad de superposición de electrones y huecos, aumente la probabilidad de recombinación de radiación y ajuste el transporte de portadores que no están en equilibrio, para mejorar la eficiencia cuántica interna.

(4) Chip con nueva estructura

La nueva estructura requiere seis lados del chip para emitir luz, y se utilizan nuevas tecnologías en la interfaz del chip para realizar varios métodos de rugosidad de la superficie, reducir la probabilidad de reflexión de los fotones en la interfaz del chip y aumentar la transmitancia de la superficie para mejorar la cuántica externa. eficiencia del chip.

2. Mejore la eficiencia de salida de luz del paquete y reduzca la temperatura de unión

(1) Eficiencia y tecnología de recubrimiento de fósforo.

La eficiencia de excitación de la luz del fósforo no es alta en la actualidad, el polvo amarillo puede alcanzar alrededor del 70 por ciento, y la eficiencia del polvo rojo y el polvo verde es baja, lo que debe mejorarse aún más. Además, el proceso de recubrimiento de fósforo es muy importante. Se informa que la eficiencia de excitación es alta cuando el fósforo de 60 μm se recubre uniformemente en la superficie del chip.

(2) embalaje COB

En la actualidad, la fuente de luz de la iluminación de semiconductores adopta varias formas de empaque COB. Es urgente mejorar la eficiencia luminosa de los envases COB. Se informa que el empaque de estructura de matriz COB de segunda generación (algunos la llaman tercera generación) puede lograr una eficiencia luminosa de más de 120 lm/W. Si se utilizan el flip chip y el hexaedro para la reflexión total, el efecto de la luz puede alcanzar más de 160 lm/W.

(3) Reducir la temperatura de unión

Cuando la temperatura de la unión es de 25 grados, la cantidad luminosa se establece en 100 por ciento. Cuando la temperatura de la unión sube a 60 grados, la cantidad luminosa es solo del 90 por ciento, y cuando sube a 140 grados, la cantidad luminosa es solo del 70 por ciento. Por lo tanto, las medidas de disipación de calor deben incrementarse durante el envasado para mantener una temperatura de unión más baja y una eficiencia luminosa más alta.

3. Mejorar la eficiencia de toma de luz de las lámparas

La eficiencia de las diferentes lámparas LED varía mucho. En general, la eficiencia de las lámparas LED es superior al 80 por ciento, y algunas de ellas pueden ser superiores al 90 por ciento. De acuerdo con las características de la fuente de luz LED y las diferentes ocasiones de aplicación, se debe refinar el diseño óptico secundario de las lámparas, y también se debe considerar la disipación de calor y el deslumbramiento de las lámparas para mejorar la eficiencia de extracción de luz de las lámparas LED.