開啟“半導(dǎo)體照明元年”

在照明科技發(fā)展歷史上，世博會(huì)總是擔(dān)當(dāng)著普及者的重要角色。1878年巴黎世博會(huì)展出了愛迪生發(fā)明的用鎢絲制作的白熾電燈，人類迎來了白熾燈時(shí)代。1939年在紐約和洛杉磯舉行的世博會(huì)上，展示了第一個(gè)實(shí)用熒光燈。從那以后，熒光燈得以大規(guī)模應(yīng)用。

復(fù)旦大學(xué)方志烈教授參與了上海世博會(huì)LED照明的科研工作。在他看來，上海世博園區(qū)LED照明集中應(yīng)用表明，上海世博會(huì)很有可能將開啟一個(gè)“半導(dǎo)體照明元年”。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世博園區(qū)內(nèi)使用了10.3億顆LED芯片，LED芯片出現(xiàn)在了世博園里的室內(nèi)外照明、景觀裝飾、指示牌、信息顯示屏上等，整個(gè)園區(qū)成為世界上最集中的半導(dǎo)體照明技術(shù)示范應(yīng)用區(qū)。其中世博場館室內(nèi)照明光源中約有80%采用了LED綠色光源，相比較于普通白熾燈省電達(dá)90%左右。

上海世博會(huì)上，通過創(chuàng)意設(shè)計(jì)和技術(shù)理念的演繹，LED照明帶給了參觀者前所未有的視覺體驗(yàn)。如荷蘭館的“歡樂街”將LED裝飾在建筑的表面，通過明亮閃爍的視覺效果來表達(dá)荷蘭館在夜間張燈結(jié)彩的歡樂氣氛。中國館紅色外墻的夜景燈光強(qiáng)化、丹麥館的童話般燈光都大量使用LED燈具。

“事實(shí)上，2008年奧運(yùn)會(huì)上，LED燈具就在水立方和鳥巢等場館中被大量使用。”方志烈認(rèn)為，“而世博會(huì)上廣泛使用的意義更加不同尋常，因?yàn)榫哂懈呖萍嫉氖痉兑饬x，將促使公眾的消費(fèi)量上升，帶動(dòng)廠商的生產(chǎn)量上升，推動(dòng)科研團(tuán)隊(duì)的研發(fā)進(jìn)程。”

既節(jié)能又環(huán)保的綠色光源LED

為什么LED照明將成為未來照明技術(shù)的發(fā)展潮流呢？這種照明技術(shù)相比較過去的燈具有著什么樣的優(yōu)勢(shì)呢？

方志烈介紹說，LED照明說得通俗點(diǎn)就是發(fā)光二極管照明，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，電能通過發(fā)光二極管的時(shí)候，在半導(dǎo)體發(fā)光材料中，發(fā)生一種特殊的物理變化而引起光子發(fā)射，從而產(chǎn)生了照明光。而這種照明相對(duì)于傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈來說，具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

方志烈給記者看了一組數(shù)據(jù)：自1962年，半導(dǎo)體發(fā)光技術(shù)起源至今，同樣的耗電量，LED燈具發(fā)光總量是白熾燈的15倍，是熒光燈的2倍。而且隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，發(fā)光效率還有很大的增長空間，而白熾燈和熒光燈的增長空間卻是十分有限的。

更為有意義的是，LED照明成功解決了汞污染的問題。方志烈介紹說，不管是節(jié)能燈、熒光燈、無極燈、金鹵燈、高壓鈉燈，其燈管里都要放置一定量的汞，在電能作用下，燈管中會(huì)產(chǎn)生汞蒸汽紫外線，從而激發(fā)熒光粉。但是廢棄的燈管常常會(huì)釋放出金屬汞，造成對(duì)環(huán)境的污染。而LED發(fā)光二極管中卻不必放入汞。他認(rèn)為，LED照明是一種既節(jié)能又清潔的光源，大規(guī)模應(yīng)用符合人類社會(huì)發(fā)展低碳環(huán)保理念。

記者了解到，從科技部、財(cái)政部啟動(dòng)“十城萬盞”計(jì)劃到廣東省“千里十萬”大功率LED路燈產(chǎn)業(yè)化示范推廣工程，LED正在展現(xiàn)著其勃勃生機(jī)。

多因素阻礙LED用于家庭照明

就在業(yè)界看好LED發(fā)展前景的同時(shí)，廣大消費(fèi)者也在關(guān)心“自己家何時(shí)也能用上LED照明”。

對(duì)此，國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（上海）副主任陸榮樹認(rèn)為，目前我國LED在室外照明工程中的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，但在室內(nèi)照明工程的應(yīng)用卻處在初步階段。他坦言，LED作為光源用于照明燈具進(jìn)入普通百姓家，目前還存在技術(shù)不成熟和價(jià)格偏高等問題。在技術(shù)上，LED照明還存在光的利用效率低、使用壽命不長以及照明質(zhì)量有待改進(jìn)等問題。

“盡管LED燈具可以做到照度很高、能耗很低，但這并不意味著LED燈具光的效率就高，因?yàn)槠湔w照明質(zhì)量不高。”陸榮樹舉例說，“以臺(tái)燈為例，如果采用LED光源，可能3瓦—5瓦的照明還可以（比節(jié)能燈低十幾瓦），很節(jié)約能源。但是這樣的臺(tái)燈只能保證垂直照度很高很強(qiáng)，也就是說光源很集中、發(fā)光的角度很小，結(jié)果就是光的均勻性、半徑和范圍都受到限制?！?/P>

對(duì)此，他解釋說，形成商品化的3瓦以上大功率發(fā)光二極體發(fā)光效率低，低于光效每瓦100流明以上的高強(qiáng)度氣體放電燈，也低于每瓦60流明以上的稀土三基色熒光燈。

另外，LED燈具照明的眩光太強(qiáng)，遠(yuǎn)距離看只有一部分照進(jìn)眼睛里，造成光的顏色太刺眼。同時(shí)，盡管LED的壽命很長，但那是在溫度低的時(shí)候，一旦做成照明燈具，在高溫和封閉的環(huán)境下，壽命會(huì)急劇下降。

此外，在陸榮樹看來，價(jià)格偏高也是影響普通消費(fèi)者購買LED燈具的重要因素之一。“以目前的技術(shù)用半導(dǎo)體光源做大功率照明燈具，初次投入成本很高，導(dǎo)致大功率LED價(jià)格較高。目前，1W的大功率白光LED的市場價(jià)格約是傳統(tǒng)光源價(jià)格的十幾倍到幾十倍?！?/P>

“就發(fā)光效率和價(jià)格水準(zhǔn)而論，半導(dǎo)體光源在短期之內(nèi)真正進(jìn)入一般照明領(lǐng)域替代傳統(tǒng)光源還需時(shí)日。”陸榮樹建議，“在當(dāng)前技術(shù)狀態(tài)下，提高發(fā)光效率與光通量利用率，最大限度地降低整體綜合照明成本，促進(jìn)其技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)工藝的成熟，加大LED室內(nèi)照明產(chǎn)品的開發(fā)和推廣，半導(dǎo)體照明的時(shí)代就能夠提早到來?！?