LED灯为什么是节能的？
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一、LED的结构及发光原理
50年前，众所周知半导体材料产生光线的基本知识，最初的商业二极管是1960年产生的。LED是英语的lightemittingdiode（发光二极管）的缩写，其基本结构是电致发光的半导体材料，放在有引线的架子上，然后用环氧树脂密封周围，起到保护内部芯线的作用，所以LED的耐震性能很好。
LED结构图如下图所示
发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体构成的晶片，p型半导体和n型半导体之间的p？有被称为n结的过渡层。在一些半导体材料的pN结中，当注入的少数载波与多个载波复合时，多余的能量以光的形式释放，电能直接转换成光能。如果向pN接合施加逆电压，少数载流子难以注入，因此不会发光。使用这种注入电致发光原理制造的二极管被称为发光二极管，通称LED。当处于正动作状态（即两端施加正电压）时，当电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体从紫外线到红外线发出不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
二、LED光源的特点
1.电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，因产品而异，比使用高压电源更安全，特别适合公共场所。
2.功效：能源消耗量比光效白炽灯泡减少80%
3.适用性：非常小，每个单元LED芯片为3-5mm的正方形，因此可以制造各种形状的设备，并且适合于易变化的环境
4.稳定性：10万小时，光衰减初期50%
5.响应时间：白炽灯泡的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级
6.环境污染：无有害金属汞
7.颜色：可以改变电流并变色，发光二极管通过化学修饰方法，调整材料的带结构和带隙，便于实现红黄绿兰橙多色发光。例如，小电流时红色LED随着电流的增加而依次变化为橙色、黄色和绿色
8.价格：LED的价格比较高，与白炽灯泡相比，几只LED的价格可以相当于一只白炽灯泡的价格，通常一组信号灯需要由300-500只二极管组成。
三、单色光LED的种类及其发展历史
半导体p63？最初应用了N结发光原理的LED光源出现在1960年代初。当时使用的材料是GaAsp，发出了红色的光（λp=650nm）在驱动电流为20毫安时，光束只有千分之几的流明，对应的发光效率约为0.1流明/瓦。
70年代中期，导入元素In和N，使LED产生绿色光（λp=555nm）、黄光（λp=590nm）和橙色（λp=610nm，光效率也提高到了1流明/瓦。
到了80年代初，GaAlAs的LED光源出现，红色LED的光效率达到了10流明/瓦。
90年代初，成功开发了红色光、黄色光的GaAlInp和绿色光、蓝色光的GaInN两种新材料，大大提高了LED的光效率。2000年前者生产的LED为红色、橙色区（λp=615nm）的光效率达到100流明/瓦，后者的LED在绿色区域（λp=530nm）的光效率可以达到50流明/瓦。
四、单色LED的应用
当初，LED被用作仪表的指示光源，之后，各种光色的LED被广泛应用于交通信号灯和大面积显示器，产生了经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号为例，美国原本以寿命长、效率低的140瓦白炽灯泡为光源，产生2000流明白光。经过红色滤镜后，光损失了90%，只剩下200流明的红光。在新设计的灯具中，Lumileds公司采用18个红色LED光源，耗电14瓦，包括电路损耗，可以产生相同的光效。
汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。1987年，我国开始在汽车上设置高位刹车灯，但由于LED的响应速度快（纳秒级），可以让跟踪车辆的司机尽快知道行驶情况，减少汽车追尾事故的发生。
另外，LED灯还应用于室外红色、绿色、蓝色全彩色显示器、勺子式微型手电筒等领域。
五、白光LED的开发
一般的照明需要白色光源。1998年成功开发了白光LED。该LED是通过结合GaN芯片和Itrium铝石榴石（YAG）制作的。GaN芯片蓝光（λp=465nm，Wd=30nm），高温烧结制备的含Ce3+的YAG荧光体被该蓝光激发并发出黄色发光，峰值550nm。蓝色LED基板约200种？安装在将500nm YAG的树脂薄层混合的碗状反射室中。从LED基板发射的蓝色光的部分被荧光体吸收，另一种蓝色光可以与从荧光体发射的黄色光混合以获得白光。现在，对于InGaN/YAG白色LED，通过使YAG磷光体的化学组成变化，调整荧光体层的厚度，能够得到色温3500~1000K的各色白光。（如下图所示）
表1表示现在的白色LED的种类及其发光原理。目前商品化的第一个产品是在蓝光单晶圆中加入YAG黄色荧光粉，其最高发光效率约为25流明/瓦，YAG大多为日本日亚公司进口，价格为2000元/kg。第二，日本的住友电工也开发了以ZnSe为材料的白光LED，但是发光效率很差。
从表中也有几种白色LED光源离不开四种荧光体：即三色稀土类红、绿、青粉、石榴石结构黄粉，预计将来有三种波长光。也就是说，将R.G.B三种颜色的荧光体添加到无机紫外线晶圆中，用于包装LED的白光，预计3波长白光LED今年有商品化的机会。然而，这里三色荧光粉的粒度要求相对较小，稳定性要求也较高，在具体应用方面仍在探索中。
表1白色LED的种类和原理
蓝色LED
InGaN/YAG
将InGaN的蓝色光和YAG的黄色光混合成白光
蓝色LED
InGaN/荧光体
InGaN的蓝色激发红绿蓝三色荧光体发出白光
蓝色LED
从薄膜层发射的蓝光和在基板上激发的黄光混合成为白光
紫外线LED
InGaN/荧光体
InGaN的紫外激发红绿蓝三色荧光体发出白光
蓝色LED
黄绿LED
InGaN，Gap
将具有补色关系的两种芯片封装起来构成白色LED
蓝色LED
绿色LED
红色LED
InGaN
AlInGap
装入3种发三原色的小片，构成白色LED
多种颜色的LED
InGaN，Gap
AlInGap
将在可见光区域中扩展的多种光学芯片打包，构成白色LED
用LED光源照明，首先代替耗电的白炽灯泡，进入整个照明市场，节约大量的电力。最近，一个白色LED的电力使用量超过1瓦，光输出达到25流明，其实用性也在增加。表2和表3显示白色LED的功能进展。
表2单一白色LED的功能进展
发光效率（流明/瓦）
像白炽灯一样
卤化钨灯
表三长期发展目标
单白LED
100流明/瓦
1000流明/瓦
六、行业概况
在LED行业中，日亚化学是一家使用上述技术技术技术，最先开发波长不同的高亮度LED和蓝色半导体激光（LaserDiode；LD），在业界掌握蓝色LED专利权的重量级企业。在日亚化学取得蓝色LED的生产和电极结构等许多基本专利后，坚持对外不提供授权，只采用独自的生产战略，企图垄断市场，蓝色LED的价格高涨。但是，其他已经具备生产能力的企业却很难接受。一些日系LED业者认为，日亚化学工业的战略是，日本在蓝光和白光LED的竞争中，被欧美等国家的LED业者夺走了先机，从而给整个日本的LED产业带来严重伤害。因此，很多商家都在进行蓝光LED的研发生产。目前，除日亚化学和住友电工外，丰田合成、罗沐浴、东芝和夏普、美商Cree、世界3大照明工厂的奇异、飞利浦、奥斯兰、Hp、Siemens、Research、EMCORE等投入到该产品的研发生产中，对白光LED产品的产业化、市场化起到积极的促进作用。
参考资料：
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为什么LED灯比普通的灯要贵很多呢？真的能节省多少呢？
led灯首先是用节能材料制成的，其次是应用节能技术，所以整体上led灯比普通的灯节能。节能的应用时间越长越节能。节能的量根据具体的使用情况来决定，但是节能的50%没有问题。
无极灯和LED灯那个更节能，节能原理是什么
LED灯是很环保节能的一种新型灯具，去山东普瑞斯网站可以了解一下
LED灯为什么是节能的？
在一些半导体材料的pN结中，当注入的少数载波与多个载波复合时，多余的能量以光的形式释放，电能直接转换成光能。如果向pN接合施加逆电压，少数载流子难以注入，因此不会发光。使用这种注入电致发光原理制造的二极管被称为发光二极管，通称LED。当处于正动作状态（即两端施加正电压）时，当电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体从紫外线到红外线发出不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
LED灯如何实现节能？原理是什么。
LED等如何实现技能和原理解答如下：
节能和原理可以合并成一个问题。也就是说，原理是实现节能的方法。虽然LED使用固体半导体芯片作为发光材料，但是在日常生活中使用的灯泡是利用金属制作发光材料的，所以发出的能量不同。据统计，红色LED在达到某个亮度时消耗的能量是15瓦。传统的灯泡要达到相同的电量，必须消耗150瓦的能量。另外，根据科学家们的测定，LED通电发光的话，10%的电能可以转化为光能，白炽电灯泡的转化效率只不过是7-8%，要达到同等的照明效果，LED灯比白炽电灯泡节能。LED灯的节能原理：
因为LED使用固体半导体芯片作为发光材料，所以我们日常生活中使用的灯泡是利用金属制作发光材料的，所以放出的能量不同，根据统计，当红色LED达到某个亮度时所消耗的能量是15瓦传统的灯泡达到同一程度的话会消耗到150瓦的能量。另外，根据科学家们的测定，LED通电发光的话，10%的电能可以转化为光能，白炽电灯泡的转化效率只不过是7-8%，要达到同等的照明效果，LED灯比白炽电灯泡节能。节能灯的学名是小型型三基色电子萤光灯（简称CFL灯），1978年由国外的制造商最先发明。光效高（是普通灯泡的5倍）、节能效果明显、寿命长（是普通灯泡的8倍）、体积小、使用方便等优点，受到各国人民和国家的重视和欢迎。我国1982年首先在复旦大学光源研究所成功开发出SL型紧凑型荧光灯。20年来，产量迅速增加，质量稳步提高，国家已将其作为国家重点发展的节能产品（绿色照明产品）推广和使用。
节能灯的工作原理是，通过稳定器加热灯管的灯丝，在约1160K的温度下灯丝开始释放电子（因为在灯丝上涂上了电子粉末），电子与氩原子碰撞产生非弹性碰撞，在氩原子碰撞后得到能量，与水银原子碰撞汞原子吸收能量后迁移离子化，发出253.7nm的紫外线，紫外线激发荧光体并发光。荧光灯工作时灯丝的温度为1160K左右，白炽灯工作温度2200K？由于比270K低得多，寿命也大幅提高了5000小时以上，没有像白炽灯那样的电流热效果，所以荧光体的能量转换效率也很高，每瓦达到60流明以上。
一般白炽光的效果是每瓦10流明左右，寿命约为2000小时左右，其工作原理是：在灯的连接电路中，电流流过灯丝，电流的热效应在白炽光上连续可见光和红外线，这种现象可以发现灯丝的温度上升到700K由于工作时灯丝的温度很高，大部分的能量都浪费在了红外线辐射的形式上。
节能灯除了白光以外，还有黄色（温暖的光）。一般来说，在相同瓦特数下，一个节能灯比白炽灯节能80%，平均寿命延长6-8倍，热辐射只不过20%。如果不严密，5瓦节能灯1个被认为是25瓦的白炽灯泡，7瓦节能灯约40瓦，9瓦约60瓦。
在相当长的一段时间里，一些地方和厂家的盲目节能灯项目，如果资金、技术、原材料和工艺没有充分执行，由于产品质量没有保障，各企业产品质量不平衡，有的工厂的房子不按工艺要求生产组装工厂选用不符合要求的灯管和部件组合而成，产生了质量低、严重损坏节能灯声誉、光效低、寿命短、一致性差、社会节能灯节能不节约的说法对节能灯的普及产生了很大的负面影响。
经过20多年的发展，中国节能灯产品的制造技术已经有了很大的进步和提高，许多产品已经接近或达到了国外的先进水平。但是，市场上还有大部分节能灯厂家，不顾国家法律法规，不顾消费者利益，仍然大量生产非“节能”的节能灯。好的节能灯产品难以进入市场，给绿色照明的普及带来了一定的难度，但随着居民节能意识的提高和对节能灯产品知识的深入理解，优质的节能灯市场日益扩大。传统的灯泡是灯丝光源，发光效率是15lm/w，led是能量转换直接发光，现在发光效率是100lm/w，专家预测随着led技术的不断发展，到2020年led的发光效率将达到200lm/w。
只是led目前技术不成熟，价格高，与大量使用有一定距离。led是英语的缩略语，翻译后是发光二极管，固体半导体器件，可以将电直接转换成光。led的心脏是半导体晶片。节能灯的发光原理有点复杂。节能灯的两极是钨丝，通电后钨丝放出电子，在灯管两侧施加高电压后形成电场，电子在灯管中加速成为电子流。灯管被真空提取，其中填充了水银。也就是说，当灯管通电发热时，水银会蒸发成从液体中游离的气体水银原子。电子以一定的速度击中水银原子，激发水银原子，放出紫外线。紫外线本身不能用于照明，但是在灯的内壁涂上荧光的话，紫外线会照射荧光，可以发出自然的光。与白炽灯泡相比，节能灯有所进步，但是节能灯的生产和废弃后会产生水银污染，容易损坏，所以节能不省钱。此外，节能灯的耗电比LED灯大。白光led灯的耗电量仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4。LED灯的优点很多，例如长寿，使用寿命达到10万小时以上，对于一般家庭的照明可以说是“一劳永逸”。如果节能灯频繁启动或关断，灯丝会变黑，很快就会坏掉。LED灯是冷光源，无需考虑散热。另外，led技术日新月异，发光效率惊人的突破，价格也在下降。
为什么LED灯节能呢
LED使用由半导体材料构成的发光二极管将直接电能转换为光能，电光效率高。
节能灯的基本工作原理与日光灯相同，只是将镇流器变成电子与灯管融为一体，比白炽灯省电，但比LED的电光转换效率低，灯管的使用寿命也不如LED。
顺便说一下，节能灯管的外接电压是220V交流，实际上其工作电压一直很低，整流器内部首先进行整流降压，然后必须转换成低直流，然后再转换成驱动灯管的高频交流。外接220V交流是为了方便人们日常使用。因为在我国，家庭供电是220V交流。您好，我是LED照明行业，我制作国产贴片机，LED是新型照明产品，其体积小，功率小，但亮度相同，甚至比节能灯好，例如对于现在的球泡灯来说，3-12W的电力，所以这比传统的白炽灯泡节省50%；节能灯节能50%；而且寿命很高，如果不是正确的使用和外在因素，其寿命可以达到10万小时。因为不是电热发光，而是半导体冷光，所以发光效率一直很高。朋友，白炽灯泡是将电能转换成光能提供照明的设备，其工作原理是：电流通过灯丝（钨丝，熔点超过3000度）时产生热量，螺旋状灯丝不断聚集热量，灯丝温度达到2000度以上灯丝在白炽灯泡的状态下，会发出红色的铁发光的光。灯丝的温度越高，发光的光越亮。称为白炽灯。从能量转换的观点来看，白炽灯泡发光的话，大量的电能被转换成热能，只有很少的一部分（可能不到1%，但是没有计算）可以转换成有用的光能。
LED是英语light emiting diode（发光二极管）的缩写，其基本结构是电致发光的半导体材料，放在有引线的架子上，用环氧树脂密封周围，起到保护内部芯线的作用，所以LED的耐震性很好。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体构成的晶片，p型半导体和n型半导体之间的p？有被称为n结的过渡层。在一些半导体材料的pN结中，当注入的少数载波与多个载波复合时，多余的能量以光的形式释放，电能直接转换成光能。如果向pN接合施加逆电压，少数载流子难以注入，因此不会发光。使用这种注入电致发光原理制造的二极管被称为发光二极管，通称LED。在正1方向的动作状态（即两端施加正电压）下，电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体从紫外线到红外线发出不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。LED光源的特点–为什么节能–白炽灯泡的能量转换主要是发热，之后是发光，LED灯主要是发光，之后是发热。LED灯体积小，电流小，耗电低，寿命长，环保，所以现在多采用。
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