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　　一、 什么是“超級(jí)燈泡”

　　美國飛利浦電子設(shè)備公司新近推出了一款被稱為“超級(jí)燈泡”的新概念LED燈，耗電9.7瓦，預(yù)期工作壽命25萬小時(shí)(沒有錯(cuò)，25萬)，其亮度和60瓦白熾燈一樣，節(jié)電率為83%。該燈獲得了美國著名的2011年“照亮明天”競(jìng)賽的1000萬美元大獎(jiǎng)。目前美國飛利浦電子設(shè)備公司正利用這筆獎(jiǎng)金抓緊生產(chǎn)更多的“超級(jí)燈泡”供應(yīng)市場(chǎng)，“超級(jí)燈泡”即將在地球的彼岸炫麗點(diǎn)亮。初步預(yù)計(jì)這種燈泡在2012年投入市場(chǎng)，售價(jià)30歐元，可望10年內(nèi)降至7歐元。美國每年要售出4.25億個(gè)60瓦的燈泡，如果都用新型的“超級(jí)燈泡”來替換，就意味著每年可以節(jié)約39億美元的寶貴能源，能減少2000萬噸二氧化碳的排放。

　　二、 “超級(jí)燈泡”的工作原理

　　這種“超級(jí)燈泡”的工作原理是：燈泡內(nèi)部安裝有能夠發(fā)射紫外線的LED光珠，發(fā)射的紫外線直接激勵(lì)燈泡外壁上噴涂的三基色熒光粉使之發(fā)出炫麗的白色可見光。它中間不需要汞或其它物質(zhì)來做為中介，不但效率高，光的顯色性好，也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成汞污染，它僅用低電壓就可以驅(qū)動(dòng)發(fā)光。據(jù)報(bào)道，該燈發(fā)出的光線頻譜與太陽光頻譜高度近似，這種具有真正陽光照射的照明燈對(duì)人體建康是特別有益的。這種燈筆者2009年曾試制過。目前我國的三基色熒光粉必須要利用波長(zhǎng)為253.7nm的紫外線來進(jìn)行激勵(lì)，它才能夠發(fā)出可見光。但是能夠發(fā)射253.7nm紫外光的LED光珠在我國實(shí)在是太昂貴了，當(dāng)時(shí)單只φ5光珠的價(jià)格就要近2000元/只，做一個(gè)實(shí)際能點(diǎn)亮的僅5瓦的燈泡至少需要20只這種光珠，就是說做這樣的燈泡僅光珠成本就需要近4萬元。現(xiàn)在美國飛利浦電子設(shè)備公司的這款產(chǎn)品讓筆者相信，適宜家庭使用的照明燈其未來希望就寄托在它的身上!

　　這種“超級(jí)燈泡”的工作原理與我們現(xiàn)在普遍使用的白光LED不同，從發(fā)光效率看這種方式要高得多，它在發(fā)光過程中發(fā)熱量較小也就不易引起光衰，這點(diǎn)是非常可貴的。白光LED發(fā)光的主流方式有兩種，一種是：LED芯片本身發(fā)出的是蘭光，緊挨在芯片發(fā)光面的前部涂加有黃色熒光粉，蘭光和黃光混合就發(fā)出白色的可見光。這種方式的發(fā)光效率低下有兩個(gè)主要原因： 1、LED芯片發(fā)出的蘭光根據(jù)報(bào)道約占芯片能量的14%，其它有50%以上的能量都轉(zhuǎn)化成了熱。而且這種蘭光中紫外線的成分很低，所以不能夠充分激勵(lì)熒光粉發(fā)出可見光只能感應(yīng)發(fā)出黃色光; 2、熒光粉能夠發(fā)出的黃光非常微弱，所以白光LED往往發(fā)出的白光比較偏蘭，令人眼不舒服。同時(shí)熒光粉也要產(chǎn)生熱量，這個(gè)熱量不容易被導(dǎo)引出來，累積在發(fā)光管內(nèi)，對(duì)LED芯片和熒光粉本身會(huì)造成傷害將影響可見光的產(chǎn)生，我們稱之為發(fā)生了光衰，功率越大這種效應(yīng)越明顯。目前看來因這種熱量造成光衰是白光LED的致命傷。 第二種是：RGB三基色混合。這種方法是將綠、紅、藍(lán)三種LED芯片組合，同時(shí)通電，然后將發(fā)出的綠光、紅光、藍(lán)光按一定比例混合成白光。綠、紅、藍(lán)的比例通常是6：3：1，或用藍(lán)光芯片加黃綠色的雙芯片補(bǔ)色來產(chǎn)生白光。只要通過各色芯片的電流穩(wěn)定、散熱較好，那么這種方法產(chǎn)生的白光比上述產(chǎn)生的白光穩(wěn)定且制作簡(jiǎn)單。但是，由于紅、綠、藍(lán)三種芯片的光衰不一樣，驅(qū)動(dòng)方法(控制通過LED電流大小的方法)要考慮到不同芯片的光衰不一樣。采用不同的電流進(jìn)行補(bǔ)償，使之發(fā)出的光比例控制在6：3：1。在實(shí)際操作中困難較大，成本也較高。能不能夠采用紫外線發(fā)光管激勵(lì)熒光粉的方法呢?在LED紫外光芯片上涂覆RGB熒光粉，這種方法利用紫外光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生三基色光來混合形成白光想象起來是一個(gè)不錯(cuò)的主意，但是，目前的紫外光LED芯片和RGB熒光粉是混合激發(fā)的，其出光效率較低，而且用于封裝的環(huán)氧樹脂在紫外光照射下易分解老化，從而使透光率下降。顯然把紫外線LED芯片和三基色熒光粉封裝在一起的這條路行不通。

　　三、 制造“超級(jí)燈泡”的難點(diǎn)和希望

　　由前面介紹可知，這種“超級(jí)燈泡”制造的關(guān)鍵取決于發(fā)射紫外線的LED光珠。能夠發(fā)射253.7nm的紫外線的LED光珠制造非常困難，原材料成本高，制造工藝復(fù)雜，目前國內(nèi)沒有廠家能夠制造，都是只能通過國外進(jìn)口解決。

　　日本理化學(xué)研究所日前宣布，他們開發(fā)出了波長(zhǎng)為250納米的深紫外線發(fā)光二極管(LED)，在世界上首次成功實(shí)現(xiàn)了15毫瓦的高輸出功率，電子注入效率提高了80%。這種深紫外線發(fā)光二極管比目前的同類設(shè)備最高輸出功率高出7倍，其殺菌效果好、可高速分解二惡英等有害物質(zhì)，已達(dá)到實(shí)用化水平。

　　波長(zhǎng)在220納米至350納米之間的高功率深紫外線發(fā)光二極管在殺菌、凈水、醫(yī)療、照明以及高速分解處理公害物質(zhì)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。迄今為止，深紫外線光源以準(zhǔn)分子激光和各種倍頻激光等氣體和固體為媒介的紫外激光和氣體燈為主流，但是存在體積大、壽命短、價(jià)格高的缺點(diǎn)，難以實(shí)際應(yīng)用。而使用半導(dǎo)體的高亮度深紫外線LED，可以實(shí)現(xiàn)器件體積小型化，得到廉價(jià)、高效和長(zhǎng)壽命的紫外光源，應(yīng)用前景非常廣闊。

　　氮化鋁鎵材料被認(rèn)為是最理想的深紫外線發(fā)光材料，研究人員通過降低氮化鋁鎵緩沖層脫位密度以及把作為電子塊層的多量子屏障插入量子阱發(fā)光層的上部，實(shí)現(xiàn)了世界最高功率輸出。該研究成果打破了以往深紫外線LED不可能實(shí)現(xiàn)高功效的認(rèn)識(shí)，成功使紫外線輸出功率達(dá)到實(shí)用水平。同時(shí)，多量子屏障不僅對(duì)紫外線發(fā)光元件，對(duì)已經(jīng)實(shí)用的藍(lán)色LED、綠色LD及LED、白色LED燈的效率的提高也有幫助。

　　隨著“超級(jí)燈泡”這種新概念照明燈在美國被點(diǎn)亮，世界各國一定會(huì)掀起攻關(guān)該技術(shù)的熱潮。國內(nèi)企業(yè)更應(yīng)該首當(dāng)其沖的站在這股潮流的前列，率先將它實(shí)用化、商品化推向市場(chǎng)。

　　四、 一些建議和看法

　　1、目前國內(nèi)廠家在生產(chǎn)300nm~360nm波長(zhǎng)的紫外線LED方面有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)，價(jià)格也很低。這些廠家應(yīng)該建立起自己的研究小組，開展對(duì)波長(zhǎng)在220納米至300納米之間的高功率深紫外線發(fā)光二極管的研制和開發(fā)，其回報(bào)率是非常高的，完全值得專業(yè)廠家進(jìn)行投入。

　　2、三基色稀土熒光粉是我國的強(qiáng)項(xiàng)，我們可以研究新的配方，讓三基色稀土熒光粉最佳激勵(lì)紫外線波長(zhǎng)向上移動(dòng)，到300nm~360nm，以適應(yīng)目前我國LED廠家生產(chǎn)300nm~360nm波長(zhǎng)的紫外線LED方面的優(yōu)勢(shì)，借此降低成本，盡快推出實(shí)用產(chǎn)品供應(yīng)市場(chǎng)。

　　3、相關(guān)單位應(yīng)該重視“超級(jí)燈泡”方面的專利和標(biāo)準(zhǔn)問題，吸取過去多次被動(dòng)挨宰的教訓(xùn)，決不能再度陷入別人的專利或是標(biāo)準(zhǔn)陷阱，被國外公司吃肉喝血，遭殘酷剝削。

　　4、建議以行業(yè)協(xié)會(huì)的形式，規(guī)范所有廠家的行為，走高質(zhì)量的精品發(fā)展道路，制止自殺式的互相降價(jià)，互相比較粗制濫造，敗壞行業(yè)毀掉產(chǎn)品名聲的作為。

　　5、采用新一代的家庭照明模式，以直流低電壓35V作為家庭的通用法定電壓，這種模式的好處是安全、節(jié)能，所有家庭用的照明燈就不再需要進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，燈體里面沒有了變壓器和功率器件，節(jié)省了能源，更是節(jié)約了大量的金屬材料，是造福于子孫后代的大好事。

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