LED照明節能應用與發(fā)展趨勢分析

　　一、LED節能應用理論

　?。ㄒ唬㎜ED結構構成

　　LED的中文全稱(chēng)為發(fā)光二極管，其由磷、砷、氮等多種化合物制成的二極管，當電子和空穴復合時(shí)便能夠輻射出可見(jiàn)光。對于LED燈來(lái)說(shuō)，其核心部分為被固定于楔形支架上一塊半導體晶片及該楔形支架之下的兩根一端接電源正極，一端接電源負極的引線(xiàn)架。

　　半導體晶片由三部分構成：

　　(1)P型半導體組件，即該組件通常被焊接于接通電源正極的引線(xiàn)架之上；

　　(2)N型半導體組件，即該組件通常被焊接于接通電源負極的引線(xiàn)架之上；

　　(3)PN節，即P型半導體組件與N型半導體組件之間的過(guò)渡層。另外，運用分子中含有兩個(gè)或多個(gè)環(huán)氧基團的環(huán)氧樹(shù)脂對以上三部分進(jìn)行封閉，從而便可構成LED燈。

　?。ǘ㎜ED發(fā)光原理

　　LED實(shí)際上隸屬于半導體二極管，依托其能夠實(shí)現電能向光能的轉化。發(fā)光二極管同樣具備普通二極管的單向導電性。當將正向電壓引入發(fā)光二極管后，從P區注入至N區的空穴與由N區注入至P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合，之后便會(huì )出現自發(fā)輻射的熒光。特別注意的是半導體材料不同，其電子與空穴所處的能量狀態(tài)存在較大差異，其中電子與空穴復合時(shí)釋放出能量的多少與發(fā)出的光的波長(cháng)呈現負相關(guān)性，即電子與空穴復合時(shí)釋放出的能量越少，則發(fā)出的光的波長(cháng)越長(cháng)；反之電子與空穴復合時(shí)釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(cháng)越短。

　?。ㄈ㎜ED的特性

　　與普通二極管相比，LED的特性更為顯著(zhù)，具體體現為：工作電流小與工作電壓低；使用壽命相對較長(cháng)；抗沖擊與抗震性能較好等。LED正是存在上述一系列特征才被用作光源或信號顯示器。

　?。ㄋ模㎜ED的分類(lèi)

　　以相關(guān)標準為依據可將L E D劃分為多類(lèi)，包括普通單色發(fā)光二極管、高亮度發(fā)光二極管、變色發(fā)光二極管、超高亮度發(fā)光二極管、電壓控制型發(fā)光二極管及負阻發(fā)光二極管等。其中以普通單色發(fā)光二極管最為常用，究其原因在于普通單色發(fā)光二極管作為電流控制型半導體器件，不僅工作電流小與工作電壓低、體積較小，而且響應速度較快、發(fā)光相對均勻穩定。同時(shí)發(fā)光的波長(cháng)決定著(zhù)普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色，而發(fā)光的波長(cháng)又與制造發(fā)光二極管所用的半導體材料密切相關(guān)。

　　二、LED節能應用現狀

　　受LED諸多方面優(yōu)點(diǎn)的影響，使其在全世界范圍內各行業(yè)應用較廣泛。截止當前，LED已在我國多個(gè)行業(yè)應用較成熟，并發(fā)揮了至關(guān)重要的積極效應。以L(fǎng)ED在顯示屏及車(chē)燈的應用為例，具體表現為：

　　(1)LED在顯示屏中的應用

　　在數字化信息快速發(fā)展的推動(dòng)下，以往的顯示技術(shù)的滯后性日益突出，為此則需要采取有效措施逐步加大對顯示技術(shù)的創(chuàng )新、完善，即通過(guò)將LED引入顯示屏行業(yè)中，使得顯示屏得以?xún)?yōu)化升級，同時(shí)具備一系列優(yōu)點(diǎn)：其一為輕薄，便攜性增強；其二為增加了屏幕亮度與色彩表現力，使其更具均勻性；其三位功耗降低，發(fā)光效率高，續航能力顯著(zhù)提高；氣死環(huán)保無(wú)污染?！　?2)LED在車(chē)燈中的應用

　　與發(fā)達國家相比，當前LED在我國汽車(chē)市場(chǎng)的應用正處于起步階段，諸多方面有待進(jìn)一步成熟與完善。筆者認為，LED在汽車(chē)市場(chǎng)的應用既有優(yōu)點(diǎn)又有缺點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)體現為：

　　其一，使用壽命較長(cháng)，即汽車(chē)照明燈若使用LED，那么正常情況下該車(chē)終生無(wú)需更換燈具；

　　其二，高效率、低能耗，符合可持續發(fā)展戰略理念；

　　其三，結構較簡(jiǎn)單，即內部支架結構，四周以透明的環(huán)氧樹(shù)脂密封，抗震性能較好；

　　其四，光線(xiàn)質(zhì)量相對較高；

　　其五，符合低電壓工作條件，較適用于汽車(chē)上；

　　其六，點(diǎn)亮無(wú)延遲，亮燈響應速度較快，適應用于移動(dòng)速度快的物體；

　　其七，LED占用體積相對較小，通常不會(huì )影響到汽車(chē)整體的美觀(guān)。其缺點(diǎn)體現為：

　　第一，成本相對較高；

　　第二，光型設計難度系數較大；

　　第三，散熱性能較差，易出現光衰現象；

　　第四，維修性能較差。

　　縱觀(guān)全球諸多發(fā)達國家，汽車(chē)LED燈在汽車(chē)上的使用率均已接近50%，而汽車(chē)LED燈在我國汽車(chē)商的使用率仍不足1%，究其原因在于我國廣大汽車(chē)用戶(hù)未能夠全面、準確認識到LED車(chē)燈的優(yōu)越性，并且一些價(jià)低質(zhì)劣的LED車(chē)燈產(chǎn)品混入汽車(chē)市場(chǎng)誤導了廣大汽車(chē)用戶(hù)對LED車(chē)燈的認識，致使諸多汽車(chē)用戶(hù)對LED車(chē)燈產(chǎn)生抵制情緒。

　　三、LED節能應用發(fā)展趨勢

　　目前，由于全球的照明能耗大約占整個(gè)電力資源消耗的五分之一，所以從照明節能入手能夠為節能減排帶來(lái)較為無(wú)可估量的貢獻。LED的出現至今雖然已經(jīng)過(guò)了幾十年的時(shí)間，但是它在照明領(lǐng)域的使用還處于起步階段。隨著(zhù)近年來(lái)LED照明技術(shù)的快速進(jìn)步，各項性能指標的穩步提升，使得它的應用領(lǐng)域日趨廣泛，尤其是在全球能源危機憂(yōu)慮再度升溫的環(huán)境下，LED的市場(chǎng)將倍受人們的關(guān)注與青睞。

　　2011年日本地震引發(fā)的核泄漏事件，加大了世界各國對資源環(huán)境的擔憂(yōu)。同時(shí)該事件也給新能源的開(kāi)發(fā)和發(fā)展結構帶來(lái)了較大的影響，加快了風(fēng)電、光伏以及水電等新興能源大范圍投入使用的發(fā)展步伐。

　　LED作為新型照明設備，確實(shí)具有很多獨特的優(yōu)勢。但不可回避的是，LED自身還存在有些許的問(wèn)題和不足，這還仍需要我們繼續對其研究、完善，使LED能夠在我們生活當中發(fā)揮出最好的效果。