海兹定律

2020-07-28 10:42:18

跳到导航跳跃搜索海兹定律是对发光二极管(LED)多年来稳步改进的观察和预测。

它声称,对于给定的光波长(颜色),每十年,每流明(发出的有用光的单位)的成本下降10倍,每个LED封装产生的光量增加20倍。它被认为是与摩尔定律相对应的LED定律,摩尔定律规定,给定集成电路中的晶体管数量每18至24个月翻一番。[1]这两个规律都依赖于半导体器件生产的工艺优化。

海茨定律是以安捷伦科技公司的科学家罗兰·海茨(1935-2015)的名字命名的。它第一次在战略之光2000上向广大公众展示,这是战略无限组织的一系列年度会议中的第一次。[3]除了预测每流明成本和每包的光量呈指数级增长外,该出版物还预测,2020年LED照明的光效将达到200 lm/W(流明/瓦),2010年将超过100 lm/W。如果有足够的工业和政府资源用于LED照明的研究,情况就会是这样。超过50%的照明用电量(占总耗电量的20%)将节省到200lm/W,这一前景以及LED的其他垫脚石应用(例如手机闪光灯和LCD背光)导致了对LED研究的大量投资,使得LED效率在2010年确实超过了100lm/W。如果这一趋势持续下去,到2020年,LED将成为最高效的光源。

连续波长(而不是由离散波长光源组合而成)白光光源(在5800K色温下,波长限制在400 nm到700 nm之间)的理论最大值为251 lm/W[4]。然而,一些非连续波长的复合白光LED的效率已超过300 lm/W[5][6]。

2010年,Cree公司开发并销售了XM-L LED,效率为100 lm/W时为1000流明,350 mA时为160 lm/W,700 mA时为150 lm/W。[7]他们还声称在研发中突破了200lm/W的障碍,研发出了一台在350 mA时产生208lm/W的原型机。[8]2011年5月,Cree发布了另一款在350 mA时效率为231 lm/W的样机。[9]2014年3月,Cree发布了另一款原型机,350 mA时的效率达到了创纪录的303 lm/W。[5]。

2017年,飞利浦照明开始在迪拜使用LED灯丝技术提供200 lm/W效率的消费级LED灯[10],这比海茨定律预测的提前了3年。

^Wright,Maury。致敬:表彰LED先驱罗兰·海茨的一生和工作。Ledsmagazine.com。

^Haitz,R.;Tsao,J.Y.(2011)。固态照明:10年后的案例和未来展望。太棒了。状况:Solidi A.208:17-29。Doi:10.1002/pssa.201026349.

“汤姆·墨菲”(2011)。白光的最大效率";(PDF)。部门。加州大学圣地亚哥分校物理系。

克里新的新照明类LED打破了行业性能标准。2010年11月10日。2011年9月27日从原件存档。

克里突破了每瓦200流明的功效屏障。2010年2月3日。2011年7月20日从原件存档。

克里231流明/瓦LED破碎LED功效记录。2011年5月9日。2011年7月16日从原件存档。

海茨,罗兰;基什,弗雷德;曹,杰夫;纳尔逊,杰夫(1999)。国家半导体照明研究计划的案例(PDF)。桑迪亚报告。光电子业发展协会。第5页。SAND2000-1612。