Цитата: MikeS от 25.02.2011 21:29:58
Единственный вопрос, который у меня до сих пор остался, я адресую Добряку: если взять для сравнения самый продвинутый на нынешний момент тип белого светодиода, то какой теоретически возможный его КПД? Если мне склероз не изменяет, то на нынешний момент его КПД где-то в районе 40%? Можно немного переиначить вопрос: во сколько раз в идеале можно поднять его светоотдачу?
Поскольку Добряк от ответа уклонился, я полазил по интернету и сляпал микрообзор. Для специалистов, возможно все и так известно, таких просим не париться
Остальных приглашаю ознакомиться. И спасибо за внимание!
***********
Насколько я мог понять, не будучи специалистом, принципиальных ограничений (типа предела Карно в термодинамике) на КПД СД нет. Все потери имеют не фундаментальную, а «инженерную» природу.
Качество p-n перехода СД оценивают внутренним квантовым выходом, который характеризует долю рекомбинаций с излучением кванта. Для отдельных типов СД он близок к 100%.
Внешний квантовый выход (ВКВ) учитывает оптические потери на поглощение и отражение в материале СД. В статье Yukio Narukawa со товарищи (1) достигнут ВКВ 86%. Вероятно, можно получить и поболее, требуются новые инженерные решения.
Эффективность СД как источника света характеризуют световой эффективностью (luminous efficacy) и измеряют как раз в лм/Вт. Для ее повышения стараются спектр белого СД приблизить к кривой видности.
Есть еще чисто омические потери.
Из аннотации к ссылке (1):
We fabricated a super-high luminous efficacy white LED (SHE-white) by incorporating SHE-blue and a yellow
phosphor. Figure 8 shows the current dependence of φv and ηL of SHE-white between 0.1 and 30mA under dc operation.φv, Vf , ηL, WPE, Tcp, and the chromaticity coordinates (x, y) at 20mA were 14.4 lm, 2.89V, 249 lmW−1, 58.5%, 4600K and (0.36, 0.39), respectively. ηL was approximately triple that of a tri-phosphor fluorescent lamp (90 lmW−1). Moreover, ηL reached a maximum (265 lmW−1) at 5mA and then slightly decreased with increasing injection current. Thus, the ηL of this white LED almost reached the theoretical limit.
Вольный перевод:
Изготовлен белый СД сверхвысокой эффективности путем встраивания в синий СД сверхвысокой эффективности желтого люминофора. Световая эффективность составила 249 лм/Вт при токе 20 мА, а электрический КПД 58,5% при цветовой температуре 4600 К. При токе 5 мА световая эффективность составила 265 лм/Вт. ЭТО БЛИЗКО К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ПРЕДЕЛУ, КОТОРЫЙ АВТОРЫ БЕЗ ВЫВОДА оценивают в 260-300 лм/Вт. (1).
В посте Eric Bretschneider (2) методом экспертных оценок получен предельный «электрический» КПД
65.61%. Эта цифирь поучена возведением коэффициента 0,9 в 4-ю степень, так Эрик предлагает учесть 4 механизма потерь, каждый из которых уносит 10%. Там есть результаты численных расчетов, много цветных картинок.
Много терминов, формул и картинок можно надыбать в англ. Вике (3).
ССЫЛКИ
(1)
http://iopscience.io…354002.pdfWhite light emitting diodes with
super-high luminous efficacy
Yukio Narukawa, Masatsugu Ichikawa, Daisuke Sanga, Masahiko Sano, J. Phys. D: Appl. Phys. 43 (2010) 354002 (6pp)
(2)
http://www.photonics…?AID=28677(3)
http://en.wikipedia.…s_efficacy