电-光转换效率
2007年12月4日
电-光转换效率包括:
·光功率效率η:
·
1、 辐射过程的能量损失
电-光转换效率对LED的产品性能有很大影响,并且在发光过程中伴随有能量损失,同样影响LED的发光效果。在LED的pn结上加上IF·VF电能后,可以转变成光功率辐射出来,在辐射光的过程中产生能量损失的原因有以下几种:
·正向电压VF下,载流子(电子-空穴)在pn结中复合发射出光子,会造成能量损失。
·由于pn结中有杂质、晶格缺陷等因素,每个电子渡越pn结与空穴复合时,并不是都能激发产生出一个光子,即内量子效率不可能达到100%。
·每个电子渡越pn结耗能一定大于发射那个光子所具有的能量。
以上几种原因使pn结发射出的光子总能量小于加在pn结上的电能(即IF·VF),减少部分的能量变成pn结热能而产生温升。
2、 封装时的能量损失
封装LED时,由LED芯片的折射率(一般折射率2.5~3)与封装胶的折射率不同(一般封装胶的折射率为1.4或1.5),而封装胶的折射率与空气折射率也不同(空气折射率一般为1),所以不可能所有的光子都能辐射到空气中,即外量子效率也不可能达到100%。
LED芯片发出的光遇到其他介质的交界面时会发生光反射现象,并被LED芯片吸收,这部分被吸收的光子能量转化为芯片热量并产生温升。当光线入射角大于全反射角时,则光线100%被反射。
3、 激发过程的能量损失
对于白光LED,由于用蓝光激发黄色YAG荧光粉,因此其激发过程中也存在能量损失:
·蓝光对黄色YAG荧光粉并非100%激发,这与黄色YAG荧光粉的颗粒大小和均匀度有关系。减少了光子数将造成能量损失。
·蓝色光子的能量大于激发出黄色光子能量,蓝色光子转换成黄色光子辐射出来,同样也造成了能量损失。
·温度升高,蓝光太强,非辐射现象增加,蓝光转换成黄光的效率下降。
以上所讲的LED的各项指标,都可以使用目前市场上可供的一些仪器进行测试(如杭州远方、浙大三色等公司都有测试这些指标的仪器)。但是,目前国内对于LED各个指标测试标准的确定还要进行认真的商讨。不过LED厂家也可与用户之间进行商定,建立起自己系统内的标准(当然要以国内标准作为依据)。
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