揭秘如何提高绿光LED能效问题_技术

　　众所都知，绿光LED的性能水平达不到同等红光和蓝光led。但可以通过降低电流密度、使用一个更大的芯片以及优化生长条件来减少黑点，能够尽可能缩小在100mA驱动电流条件下，达到190lm/W的LED之间的距离。欧司朗的AndreasL？ffler和MichaelBinder如是说。

　　LED灯泡最大的诟病仅次于价格的是不理想的颜色。这个缺点是由制作白光LED的过程中产生的：GaN基蓝光芯片激发黄色荧光粉，混合这两种颜色产生白光。用这种方法，可见光谱的红光区域并没有对光输出有多大贡献。

　　白光LED照明产品制作的更高级方法—也是固态投影显示的一种方法—即以红、绿、蓝为材质的LED，混合而产生白光。这种方法的优点是不会局限于更高的显色指数，同时也可以达到更高的光效和灵活的控制色彩。

　　用混合颜色的方式产生高能效的系统，必须采用高效光源。蓝光和红光LED的性能已经很显著，近期的技术改进，促使峰值功率转换效率超过81%和70%，但是绿光LED的性能却远远落后。这种以GaN为主的LED效力不高的现象被称为“绿光缺口”。

　　绿光波长波段

　　提高绿光LED的效率面临很大挑战，因为无法利用理想成熟的材料系统。用来创造高效蓝光LED的III-N系列，在波长更长的情况下效率会变低，而在红光的波段范围内效率很高的III族磷化物也面临一样的苦恼;延伸这一类LED的光发射更短的波长，效率会降低，简而言之，材料系统在黄绿色谱范围里效率很低。

　　图一：在不同的波长下，III族氮化物（绿色数据点）和III族磷化物LED（红光数据点）的发光效率。蓝线代表国际照明委员会（CIE）1924年的光度函数乘以电光转换效率（WPE）相应的值。用黄颜色标注的是黄绿范围，既没有被II族氮化物也没被III族磷化物充分覆盖。这就是绿色缺口问题的本质。

　　对于III族磷化物而言，发射光到绿色波段成为了材料系统的基础障碍。改变AlInGaP的成分让它发绿光，而不是红光、橙色或者黄色—造成载波限制不充分，是由于材料系统相对低的能隙，排除有效的辐射复合。

　　相比之下，III族氮化物要达到高效难度更大，但困难并不是无法逾越的。用这个系统，将光延伸到绿光波段，会造成效率降低的两个因素是：外部量子效率和电效率的下降。

　　外部量子效率下降来源于绿光LED需要采用高正向电压。这些设备有着很高的内部电压场。因此在给定电压下，尽管带隙更低，但应用于此类LED的电压会更高。更高的驱动电压使得电源转换率下降。第二个缺点是绿光LED随注入电流密度增大而下降，被droop效应所困。Droop效应也出现在蓝光 LED中，但在绿色LED中影响更甚，导致常规的 *** 作电流效率更低。