高品質(zhì)LED照明應(yīng)具備低色溫、高顯色指數(shù)、高光效、對人眼安全與舒適等特點。從技術(shù)上講,實現(xiàn)高品質(zhì)LED照明主要有兩種途徑,途徑一是采用多色高效率LED(如紅、黃、綠、青、藍光)合成全光譜白光,途徑二是采用單色LED激發(fā)多色熒光粉(如紅粉、黃粉、綠粉、青粉等)獲得白光。
途徑一從物理本質(zhì)上講是最適合的方法,是下一代半導(dǎo)體照明技術(shù)。首先沒有LED激發(fā)熒光粉帶來的能量損失,其次通過多色LED的單獨控制可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)光譜,為智慧照明、調(diào)節(jié)人體節(jié)律等提供光源支撐。該技術(shù)面臨的主要問題是綠光和黃光LED的電光轉(zhuǎn)換效率明顯偏低,即“綠光鴻溝(Green Gap)”。因此,該技術(shù)路線需要大幅提升黃、綠光LED的效率(尤其是黃光),以及進一步提升紅、藍和青光LED效率。近年來,我國自主知識產(chǎn)權(quán)的硅基黃光、綠光技術(shù)取得了一定的進展,2018年,硅基黃光(565nm @20 A/cm2)電光轉(zhuǎn)換功率效率達到24.3%,硅基綠光(520nm @20 A/cm2)電光轉(zhuǎn)換功率效率達到41.6%。在“十三五”期間,有望在該技術(shù)路線上取得突破。
途徑二是對現(xiàn)有單色LED 激發(fā)黃色熒光粉技術(shù)的升級與提升。具體有兩種方式:
第一種是藍光芯片激發(fā)多色熒光粉,通過改善熒光粉提高顯色指數(shù)。技術(shù)上需要獲得高激發(fā)效率的青色熒光粉,以及進一步提升黃粉、綠粉、紅粉的激發(fā)效率,同時提升相關(guān)的封裝技術(shù)。該方式的優(yōu)點在于技術(shù)難度相對較小,產(chǎn)品開發(fā)速度較快,但依然存在較高強度的藍色波峰,光譜的連續(xù)性不足,且各波段的強度與太陽光之間存在很大差異。
第二種是紫光芯片激發(fā)多色熒光粉,實現(xiàn)連續(xù)光譜。這種方案雖然光效犧牲較大,成本較高,但能夠?qū)崿F(xiàn)最大限度地接近太陽光譜,不僅實現(xiàn)高還原度,高飽和度,而且避免了短波藍光的出現(xiàn),目前許多企業(yè)均通過該技術(shù)方案,推出全光譜LED產(chǎn)品。
可以說目前的高品質(zhì)全光譜LED技術(shù)路線離真正的健康照明仍有較長的路要走,但健康照明的概念已經(jīng)獲得了越來越多消費者的認可。目前全光譜LED產(chǎn)品主要應(yīng)用于手術(shù)燈、護眼燈、博物館照明、高端場所照明等對光譜質(zhì)量要求高的領(lǐng)域,在一些高端照明產(chǎn)品中也突出了類太陽光、全光譜的概念。隨著技術(shù)的不斷提升和健康照明概念的不斷推廣,全光譜LED產(chǎn)品的市場占有率將會有顯著增長,特別是在室內(nèi)照明領(lǐng)域。
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