21世紀的節能新光源 —— 半導體照明

人類(lèi)照明的歷史經(jīng)歷了漫長(cháng)的發(fā)展過(guò)程。過(guò)去，人們曾長(cháng)期靠燃燒木材照明；直到1772年燃氣照明才進(jìn)入人們的生活；1879年愛(ài)迪生發(fā)明白熾燈，從此人類(lèi)的照明進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。上世紀九十年代末，隨著(zhù)第三代寬禁帶半導體材料GaN的突破，半導體技術(shù)繼引發(fā)微電子革命之后又在孕育一場(chǎng)新的產(chǎn)業(yè)革命——照明革命，其標志是基于半導體發(fā)光二極管（LED）的固態(tài)照明（亦稱(chēng)“半導體燈”），將逐步代替白熾燈和熒光燈進(jìn)入普通照明領(lǐng)域。

LED固態(tài)照明被認為是21世紀的照明新節能光源，因為在同樣亮度下，半導體燈耗電僅為普通白熾燈的1/10，而壽命卻可以延長(cháng)100倍。此外，LED器件是冷光源，具有光效高、工作電壓低、耗電量小、體積小、可平面封裝、易于開(kāi)發(fā)輕薄型產(chǎn)品、結構堅固且壽命很長(cháng)等特點(diǎn)。LED光源本身不含汞、鉛等有害物質(zhì)，無(wú)紅外和紫外污染，不會(huì )在生產(chǎn)和使用中產(chǎn)生對外界的污染。因此，半導體燈具有節能、環(huán)保、壽命長(cháng)、免維護、易控制等特點(diǎn)。無(wú)論從節約電能、降低溫室氣體排放的角度，還是從減少環(huán)境污染的角度，LED作為新型照明光源都具有替代傳統照明光源的極大潛力。半導體照明技術(shù)不僅可以應用于白光通用照明，在其它很多方面已經(jīng)得到了廣泛的應用，如各種儀器儀表的指示光源、裝飾照明（景觀(guān)、家居、休閑、商用裝飾）、汽車(chē)等各類(lèi)交通工具照明、交通信號顯示、背景顯示、電子屏幕、軍用照明及旅游、輕工業(yè)產(chǎn)品等。如同晶體管替代電子管一樣，半導體燈替代傳統的白熾燈和熒光燈，必將在照明領(lǐng)域引發(fā)一場(chǎng)革命。

很多國家已經(jīng)為照明革命的到來(lái)做了充分的準備。日本、美國、歐盟、韓國等相繼推出國家半導體照明計劃。目前，美、日、歐盟皆有官方成立專(zhuān)案，編制預算與計劃推行白光LED照明。日本的21世紀“光計劃”計劃從1998－2002年耗費50億日元推行白光照明，并到2006年完成用白光LED照明替代50％的傳統照明；歐盟的“彩虹計劃”則在2000年7月啟動(dòng)，其計劃是通過(guò)歐洲共同體的補助金來(lái)推廣白光LED的應用；美國的“國家半導體照明計劃”則是從2000年到2010年，其計劃耗資5億美元，到2010年前后，用半導體燈代替55％的白熾燈和熒光燈，這樣每年可以節約350億美元。2003年我國半導體照明工程全面啟動(dòng)，在材料、芯片、封裝和應用產(chǎn)業(yè)化支撐技術(shù)方面取得較大突破。我國已在上海、大連、廈門(mén)、南昌等４個(gè)城市設立為國家半導體照明產(chǎn)業(yè)化基地。面對半導體照明市場(chǎng)的巨大誘惑，世界三大照明工業(yè)巨頭通用電氣、飛利浦、奧斯拉姆集團紛紛與半導體公司合作，成立半導體照明企業(yè)，并提出要在2010年前使半導體燈的發(fā)光效率再提高8倍，價(jià)格降低到1％。一場(chǎng)搶占半導體照明新興產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的爭奪戰已經(jīng)在全球打響。美國能源部預測，到2010年僅在美國，半導體照明就可形成一個(gè)500億美元的大產(chǎn)業(yè)。

目前，我國能源危機日益嚴峻，而半導體照明可顯著(zhù)達到節能目的?，F在我國每年照明耗電為2000億千瓦時(shí)，占全國用電總量的12％。由于同樣亮度下，半導體燈用電量?jì)H為白熾燈的1/10，只要有一半的白熾燈被半導體燈取代，每年就能為國家節省用電近1000億度，相當于一個(gè)三峽工程的發(fā)電量。而一個(gè)半導體燈正常情況下可以使用50年，即使長(cháng)命百歲的人，一生也只需2只燈。而且，半導體燈不僅可以發(fā)出各種顏色，它也不存在熒光燈難以解決的頻閃問(wèn)題，這才是真正意義上的綠色照明。