Эволюция светодиодов – от индикаторов до источников света

Ни один из источников освещения не может "похвастаться" такой колоритной историей, широким спектром применения и стремительным развитием технологии как светодиоды. Первые светодиоды появились в 1962 году, а в 1968 – первая светодиодная лампочка для индикатора Monsanto и первый дисплей от Hewlett-Packard. Световой поток их был слабым, всего 0,001 лм и цвет - только красный. К 1976 году были получены оранжевые, желтые и желто-зеленые светодиоды, яркие настолько, что их можно было разглядеть и при солнечном свете. До 1985 года они использовались исключительно в качестве индикаторов, со световым потоком всего лишь 0,1лм на одну точку. С 1985 года их световой поток увеличился до 1-100 лм, и они уже стали применяться в качестве отдельных световых элементов, таких, например, как лампы в автомобилях. В 1990 году светоотдача полупроводников достигла уже 10 лм/Вт, что позволило им стать адекватной заменой лампам накаливания.

Получение светодиодов со все большей световой эффективностью становится возможным за счет поиска и использования новых материалов с большей светоотдачей и цветовым спектром. Первым появились светодиоды (GaAlInP) с цветами от красного до желто-зеленого и светоотдачей 20 лм/Вт. В 1993 году японская корпорация Nichia объявила об открытии высокоэффективного материала голубого цвета – нитрида галлия (GaN). Это означало, что теперь светодиоды освоили практически весь видимый цветовой спектр. Это существенно расширяло области их применения и делало возможным создание белого света путем комбинирования красных, зеленых и голубых светодиодов.

Для того, чтобы осуществить прорыв на рынок общего освещения, требующего от источников световой поток порядка 1000 лм и выше, необходимо добиться дополнительного увеличения световой эффективности зеленых, и, особенно, синих светодиодов. Строить прогноз для эффективности белых светодиодов довольно сложно. Когда она достигнет уровня 50 лм/Вт, светодиоды уже могут считаться реальной заменой ламп накаливания и галогенных, но еще рано говорить о люминесцентных лампах и лампах высокой интенсивности (HID). Если же продолжать работы в этом направлении и дальше, то светоотдача полупроводников вырастет еще в несколько раз и через пару десятилетий превысит светоотдачу люминесцентных ламп более чем в 2 раза. Такой оптимистический прогноз базируется на примере светодиодов, чья эффективность еще в конце 80-х была лишь 5 лм/Вт, а сегодня – 100 лм/ Вт

Характерно то, что низкоэффективные лампы накаливания затрачивают электричество для нагревания вольфрамовой нити, которая кроме света производит еще и тепло. Люминесцентные лампы, хотя и эффективнее ламп накаливания почти в 6 раз, используются в освещении жилых помещений не так широко, как лампы накаливания по причине неадекватной восприимчивости света человеческим глазом и дороговизны. Галогенные лампы могут составить конкуренцию лампам накаливания, но, тем не менее, массовое их использование ограничено рядом причин, в том числе и высокой ценой. Что касается светодиодов, максимальная эффективность которых еще не достигнута, потенциально они могут претендовать на значительную долю рынка освещения в течение следующих 15-20 лет.

Однако, использование различных по эффективности источников света неоднородно в зависимости от групп потребителей. Коммерческий и промышленный секторы используют большее количество высокоэффективных источников освещения, нежели жилой. Например, в количестве света, потребляемом коммерческим сектором, доля ламп накаливания составляет 5,2 %, люминесцентных – 79,8% и высоко интенсивных (HID) – 15.1%. Суммарно, доля высокоэффективных источников составляет 94,8% потребляемого коммерческим сектором освещения. Для сравнения, жилой сектор гораздо больше света получает от низкоэффективных ламп накаливания, а доля люминесцентного и других высокоэффективных источников света составляет всего 13%

<< НАЗАД В СПИСОК СТАТЕЙ