“三原色”發(fā)光二極管催生照明革命
北京大學(xué)寬禁帶半導(dǎo)體研究中心常務(wù)副主任、北京睿源固體照明公司總經(jīng)理張國(guó)義教授介紹說(shuō),紅、綠、藍(lán)三色光被稱(chēng)為“三原色”,用這三種光可“合成”可見(jiàn)光譜內(nèi)的其他光,包括白光。1962年紅光二極管問(wèn)世,1971年綠光也成為了現(xiàn)實(shí),最難突破的藍(lán)光二極管在上世紀(jì)90年代也獲得了突破。這與第三代半導(dǎo)體材料氮化鎵的成熟有關(guān)。這時(shí)候,科學(xué)家們禁不住就開(kāi)始幻想:有了這三原色發(fā)光二極管,完全可以醞釀一場(chǎng)新的產(chǎn)業(yè)革命——照明革命。這場(chǎng)革命的標(biāo)志就是半導(dǎo)體燈將逐步替代白熾燈和熒光燈,同時(shí),還將極大地沖擊人們固有的“照明理想”。
很多專(zhuān)家堅(jiān)信,半導(dǎo)體燈將很快取代白熾燈。因?yàn)樽鳛樾滦透咝Ч虘B(tài)光源,半導(dǎo)體照明光源具有壽命長(zhǎng)、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保、色彩豐富、微型化等顯著優(yōu)點(diǎn)。半導(dǎo)體燈采用發(fā)光二極管作為新光源,同樣亮度下,耗電僅為普通白熾燈的十分之一,而使用壽命卻可以延長(zhǎng)100倍。
中科院半導(dǎo)體所所長(zhǎng)李晉閩說(shuō):“這么說(shuō)吧,白熾燈是通電后讓鎢絲發(fā)熱再發(fā)出光,所以其能量很多都轉(zhuǎn)化成了熱量,其發(fā)光效率大概只能在每瓦6-17個(gè)流明——要想實(shí)現(xiàn)17個(gè)流明,至少要有幾百瓦的燈泡才可能,因?yàn)闊襞莸墓β试降?其電致光的轉(zhuǎn)化率就越低,過(guò)去農(nóng)村常點(diǎn)15瓦的燈泡,實(shí)際上,它是最不合算的。普通熒光燈算是冷光源,發(fā)光原理是讓電子打在熒光粉上,導(dǎo)致其發(fā)光,它能夠?qū)崿F(xiàn)每瓦60-70個(gè)流明。而發(fā)光二極管,預(yù)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)每瓦200個(gè)流明,而這只在其發(fā)光效率達(dá)到50%的前提下就能夠?qū)崿F(xiàn)?！?
中國(guó)工程院院士陳良惠說(shuō),節(jié)能、環(huán)保將是未來(lái)社會(huì)工業(yè)發(fā)展的主流,發(fā)展半導(dǎo)體照明不僅有利于解決能源危機(jī)和環(huán)保問(wèn)題,帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),而且將會(huì)大大改善人們的生活質(zhì)量。目前我國(guó)能源危機(jī)日益嚴(yán)峻,而半導(dǎo)體照明可達(dá)到節(jié)電目的,預(yù)計(jì)2010年我國(guó)發(fā)電量將達(dá)到2.7萬(wàn)億度,照明用電量約3000億度;如果2010年半導(dǎo)體照明進(jìn)入三分之一的照明市場(chǎng),可節(jié)電30%,即年節(jié)電1000億度,這就至少相當(dāng)于一個(gè)三峽工程的發(fā)電量。
從“特種照明”走向所有照明
廣州南方大廈、北京中關(guān)村鼎好大廈,最近成了當(dāng)?shù)匾坏漓n麗風(fēng)景,其整整一面墻,都裝上了幾百萬(wàn)個(gè)每個(gè)面積約為一平方毫米的發(fā)光二極管,每天夜晚,這面“廣告墻”發(fā)出幻化神奇的各種光,比大家已經(jīng)很熟悉的霓虹燈要好看得多。
“發(fā)光二極管目前還無(wú)法實(shí)現(xiàn)每瓦200流明的發(fā)光效率,受技術(shù)和材料約束,當(dāng)前只能實(shí)現(xiàn)30-40流明,造價(jià)也偏高,成為通用照明產(chǎn)品還不太容易。但這沒(méi)有什么好氣餒的,因?yàn)槊恳豁?xiàng)新技術(shù),在不同的階段,都有不同的應(yīng)用。當(dāng)前的市場(chǎng)主要是特種照明和城市景觀照明,它造價(jià)雖然貴了一些,但已經(jīng)能夠節(jié)電50%;到實(shí)現(xiàn)每瓦60流明,又會(huì)出現(xiàn)適應(yīng)市場(chǎng)需求的應(yīng)用?！睆垏?guó)義說(shuō),“手電筒肯定要被發(fā)光二極管取代,我前不久坐火車(chē),發(fā)現(xiàn)臥鋪上的閱讀燈,也是用發(fā)光二極管;此外,手機(jī)的背光源、液晶電視的背光源、儀表盤(pán)的顯示燈、交通信號(hào)顯示、大屏幕顯示、軍用照明及旅游、輕工產(chǎn)品等領(lǐng)域,會(huì)有率先的應(yīng)用。因?yàn)檫@些領(lǐng)域能夠消解成本,這些市場(chǎng)已經(jīng)足夠大。從市場(chǎng)上獲得的收益,又能夠促進(jìn)我們的進(jìn)一步研發(fā)。預(yù)計(jì)到2020年,發(fā)光二極管成為通用照明產(chǎn)品的夢(mèng)想將能夠?qū)崿F(xiàn)?！?
“綠色照明”呼應(yīng)“綠色能源”
一位科學(xué)家曾經(jīng)設(shè)想過(guò)未來(lái)綠色照明的美妙前景。他說(shuō),今后,不但“一個(gè)人一生只用一盞燈”,而且這個(gè)燈的光是可以隨心變化的,只需要在這個(gè)發(fā)光芯片前加一個(gè)電腦控制芯片,完全可以讓它想發(fā)什么光就發(fā)什么光;而今后,人們的照明也不是采用“點(diǎn)光源”,而是可以把“燈”涂在墻上、縫在被子上、鋪在地上,“可以說(shuō),你想用什么光,就可以制造出什么光來(lái)?！?
2003年6月,我國(guó)正式實(shí)施了“國(guó)家半導(dǎo)體照明工程”。2004年3月,我國(guó)將廈門(mén)、大連、上海、南昌等4個(gè)城市設(shè)立為第一批國(guó)家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地。目前,4個(gè)基地都已制定了半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)化發(fā)展規(guī)劃,圍繞研發(fā)組織、企業(yè)培育、資金、人才、交流合作、宣傳等方面全面展開(kāi)基地建設(shè)工作,以期形成自己的特色產(chǎn)業(yè),在爭(zhēng)取國(guó)內(nèi)市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位前提下,積極參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。目前半導(dǎo)體照明已引起產(chǎn)業(yè)界和資本市場(chǎng)的廣泛關(guān)注,近期新增投資已超過(guò)5億元。
中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)孟憲淦指出,由于發(fā)光二極管所需要的電壓只有3.5伏左右,與太陽(yáng)能發(fā)電的電壓很容易匹配,所以,它與太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)出的
