Gambaran keseluruhan
Sejak penciptaan diod pemancar cahaya (LED), terdapat peningkatan yang ketara dalam jumlah foton yang boleh ditukar daripada tenaga elektrik; Walau bagaimanapun, ini semakin hampir mencapai had fizikal. Pada titik bahawa semua tenaga input berubah menjadi tenaga dalam bentuk foton fotosintesis, kecekapan maksimum teoritis dicapai. Kecekapan LED biru boleh mencapai sehingga 93%, mungkin untuk "putih" yang ditukar fosfor untuk mencapai 76%, dan LED merah dapat mencapai 81%. Kerana peningkatan ini, prospek baru untuk pencahayaan hortikultur telah tersedia. Dalam artikel ini, kita akan membincangkan topik -topik berikut: (1) Fizik dan Kecekapan LED yang mendasari; (2) keberkesanan semasaLED; (3) kesan kualiti spektrum pada output tanaman; dan (4) keberkesanan potensi lekapan hortikultur. Ini dapat dicapai dengan mengoptimumkan kesan spektrum terhadap morfologi tumbuhan, yang berbeza dari spesies hingga spesies. Ini akan membolehkan kemajuan dalam penukaran foton untuk menghasilkan. Sebaliknya, kesan spektrum pada fotosintesis sangat setanding dengan spesies; Walau bagaimanapun, definisi foton fotosintetik yang diterima sekarang, yang berkisar antara 400 hingga 700 nanometer, mungkin memerlukan beberapa pengubahsuaian. Droop semasa, droop haba, pemandu (bekalan kuasa) ketidakcekapan, dan kerugian optik adalah empat ciri yang wujud untuk semua lekapan LED. Batasan teratas keberkesanan perlawanan LED ditubuhkan dengan mengalikan keberkesanan pakej LED oleh empat faktor ini. Memandangkan keadaan teknologi LED semasa, pengiraan menunjukkan bahawa batasan keberkesanan untuk lekapan putih dan merah adalah 3.4 μmol J -1, manakala untuk lekapan biru dan merah, had keberkesanannya ialah 4.1 μmol J -1. Dengan memasukkan perlindungan optik terhadap air dan kelembapan yang berlebihan, nilai -nilai ini dikurangkan sekitar 10%. Terdapat tradeoffs antara keberkesanan puncak dan kos, yang kami terperinci.
Fizik
Istilah "kecekapan" merujuk kepada nisbah yang mempunyai unit yang sama dalam kedua -dua pengangka dan penyebut, dan nisbah ini boleh dinyatakan sebagai peratusan. Istilah "kecekapan LED" merujuk kepada nisbah output kuasa optik kepada input kuasa elektrik, yang dinyatakan sebagai watt per watt atau peratus. Istilah "keberkesanan" merujuk kepada nisbah yang dinyatakan dalam pelbagai unit. Istilah "keberkesanan" digunakan dalam bidang pencahayaan hortikultur untuk menggambarkan jumlah foton yang dihasilkan sesaat per watt elektrik input. Oleh kerana watt sama dengan joule sesaat, ini dapat dipermudahkan kepada μmol setiap masa. Hubungan Planck -Einstein, yang sering dirujuk sebagai persamaan Planck, adalah ungkapan matematik yang menggambarkan hubungan antara tenaga foton dan panjang gelombang. Dengan menggunakan persamaan ini, kita dapat melihat bahawa hubungan antara tenaga dan panjang gelombang berkadar songsang. Persamaan yang digunakan untuk menukar antara kecekapan dan keberkesanan, serta untuk mengira keberkesanan foton fotosis fotosintesis tertinggi untuk spektrum tertentu. Persamaan ini digunakan untuk menukar antara kecekapan dan keberkesanan.
Untuk menentukan pengaruh foton yang ada pada tumbuhan berhubung dengan jumlah kuasa elektrik yang input, kami memperoleh unit yang relevan dengan menukar kecekapan LED ke dalam keberkesanannya. Ini adalah selaras dengan undang -undang fizikal yang berbeza yang dikenali sebagai undang -undang Stark -Einstein, yang memegang bahawa untuk setiap foton yang diserap, hanya satu molekul yang sebenarnya mampu bertindak balas. Adalah mungkin untuk menyatakan semula undang -undang ini dengan menyatakan bahawa satu foton mampu menggembirakan satu elektron. Skop keberkesanan foton dalam karya ini terhad kepada foton dengan panjang gelombang antara 400 hingga 700 nanometer, kecuali LED jauh-merah, yang menggabungkan foton dengan panjang gelombang setinggi 800 nanometer. Adalah biasa bagi pembuat pakej LED untuk melaporkan keberkesanan dalam lumens per watt kerana ini adalah metrik yang bermakna untuk pencahayaan manusia. Walau bagaimanapun, metrik ini tidak terpakai untuk pencahayaan hortikultur kerana ia adalah pengukuran foton yang ditimbang untuk penglihatan manusia berdasarkan kepekaan mata manusia terhadap warna yang berbeza.
Pakej LED, yang merupakan cip LED yang terkandung dalam perumahan, adalah apa yang dimaksudkan dengan istilah "LED" dalam artikel ini. Sebagai tambahan untuk memudahkan sambungan mekanikal dan elektrik ke perlawanan, perumahan atau pembungkusan juga berfungsi sebagai saluran haba, mempengaruhi pengagihan foton, dan menggabungkan lapisan fosfor untuk LED putih (untuk maklumat lanjut, lihat di bawah). Pakej LED adalah penonton sasaran untuk piawaian prestasi LED. Apabila pakej LED dimasukkan ke dalam perlawanan, ini dirujuk sebagai perlawanan LED.
Kecekapan asas LED di teras mereka
Terdapat tiga sub-kecekapan yang menyumbang kepada kecekapan keseluruhan LED (pakej LED), yang merupakan hasil dari ketiga-tiga sub-kecekapan ini:
Nisbah tenaga foton yang dipancarkan, yang dinyatakan dalam voltan elektron, kepada voltan yang digunakan (vphoton/VF) adalah definisi kecekapan elektrik. Nisbah ini dipengaruhi oleh rintangan elektrik dalaman LED.
Kecekapan kuantum dalaman, yang juga dikenali sebagai foton per elektron, merujuk kepada proses yang mana elektron ditukar menjadi foton. Proses ini dipengaruhi oleh laluan rekombinasi bukan radiasi, termasuk kekotoran dan kecacatan mikrofisik.
Nisbah foton yang meninggalkan bahan semikonduktor LED kepada jumlah foton yang dihasilkan disebut sebagai kecekapan pengekstrakan foton. Nisbah ini dipengaruhi oleh kedua -dua refleksi dalaman dan reabsorpsi. Frasa "kerugian pakej" digunakan dalam industri LED untuk merujuk kepada sebarang kerugian yang berlaku semasa proses penuaian foton dari pakej LED. Jenis pakej LED mungkin mempunyai pelbagai variasi dalam ini.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd ditubuhkan pada tahun 2010. Ia adalah reka bentuk pengintegrasian perusahaan berteknologi tinggi kebangsaan, R & D, pengeluaran dan jualan produk pencahayaan dalaman dan luaran dan juga boleh melakukan OEM, ODM.
