半导体发展现状与发展趋势VIP免费

第1页共10页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共10页半导体发展现状与发展趋势学院：机电学院班级：材成102学号：5901210080姓名：雷强强摘要:半导体照明具有节能、环保、寿命长、尺寸小等优点，能够应用在各种各样的彩色和白色照明领域。发展半导体照明产业具有重大意义,能缓解能源危机，改善环境污染问题，有利于国民经济可持续发展。本文在介绍半导体照明特点的基础上，论述了半导体照明研究进展，分析了我国半导体照明产业发展面临的相关技术问题，最后对半导体照明工程发展趋势作了展望。关键词：半导体照明、发光二极管、节能与环保引言：1879年，爱迪生发明了第一只作为热辐射电光源的碳丝白炽灯，使人类从漫长的火光照明时代进入了电气照明时代，第一次革命性地改变了人们的照明方式，拉开了人类现代文明的帷幕。照明电光源经历了白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯三代产品，光效不断提高，耗电量不断下降，对人类社会的发展起了至关重要的作用。今天，人们在关注光照效率的同时，更注重照明方式第2页共10页第1页共10页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共10页对环境的影响。随着科学技术的进步，又一种新型电光源---发光二极管照明（LED）即半导体照明，真正引发了电光源照明技术的质变，以其体积小、寿命长、耐闪烁、抗震动、色彩丰富、安全可控、节能环保、无紫外线和红外线辐射等全面优势掀起了第四次电光源技术革命，将电光源照明推进到节能环保的时代。半导体照明应用的意义，绝不亚于前几次照明领域的技术革命。因为半导体照明将作为最有效的节能和环保的手段，将通过改善人类生存环境、发展照明的新概念和新模式来改善和提高人类的生活质量。1.半导体照明的特点1.1半导体照明的机理所谓半导体照明，是指利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合，释放出过剩能量引起光子反射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED的核心PN结，具有正向导通、反向截止等特性。当PN结施加正向电压，电流从LED的阳极流向阴极时，半导体晶体发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流大小有关，电流越大，发光亮度越高[1]。1.2半导体照明的优点在同样亮度下，半导体灯的电能消耗仅为白炽灯的八分之一，第3页共10页第2页共10页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共10页因此半导体照明的应用将大大节约能源，同时还将减少二氧化碳的排放量[2]。2003年，我国照明用电共2292亿度。按照每年增长5%计算，到2010年，照明用电可达3225亿度以上。假如到2010年有三分之一以上的白炽灯被半导体照明技术所取代，那么一年可节约照明用电1000亿度，节省原煤0.5亿吨，减少废气及尘渣排放量约667万吨。因此用10～15年时间，投资50亿至100亿元发展半导体照明产业，相当于仅用三峡工程5%的投入，就能再造一个“绿色三峡工程”[3]。除节能与环保外，半导体照明还具有响应速度快、无频闪、长寿命、无辐射、无电磁干扰、无有毒气体等优点[4]。而且，该光源还具有体积小、重量轻、免维护、易控制、使用安全、光效强，以及能适应各种恶劣条件等优点。另外LED结构简单牢固，其结构中无活动和易损坏的部件，是一种全固体结构，能够经受得住振动和冲击。2.半导体照明的发展现状[5,6~12]目前小功率LED照明只能用于特种照明领域，广泛使用的照明光源还是白光LED。我国LED产业已有一定的基础，但与国外先进水平相比有较大差距，包括材料、芯片、封装、设备及如何提高发光效率和产品合格率。（1）光谱质量和光源稳定性问题。与用于显示的光源不同，照明光源对光谱质量和光源稳定性有非常严格的标准，LED在这点上目前仍有较大差距。灯光的颜色一致性也相当重要，目前LED器件要满第4页共10页第3页共10页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共10页足这个颜色一致性要求还有相当大的困难。（2）发光效率问题。提高LED的发光效率最主要的方法是改进半导体发光材料与LED芯片的结构和制造工艺。（3）高功率问题。作为普通照明，单个LED输出...