LED：21世纪新型光源

吕传彬

全球能源供应日趋紧张，但需求却日益增加，节能成为世界各国不可忽视的重要课题。LED以省能照明、分布均匀、可靠度高、使用时效长、减少二氧化碳排放等节能又环保的特质，获得各国的重视。

谈到LED，一般人可能很生疏，其实它早就不知不觉间深入我们的日常生活之中了，如饮水机、电话机、电视机、手机、充电器等电器上那个红色或绿色的小小光点就是LED的身影。LED中文名为发光二极体，在20世纪50年代末研制出来，1968年开始量产，早期只有单调的暗红色电子产品指示灯，1992年突破蓝光LED技术障碍后，逐渐衍生出多种色彩，亮度也大幅提高。

要解释LED的节能效果，就要先谈谈传统的白炽灯。现代白炽灯寿命约为1000小时，尽管白炽灯为我们的生活带来了光明，但事实上，白炽灯的能源转换效率很差，在转换的能量中，有90%会转为热能消失在空气中，只有10%才会成为我们需要的光能。这样看来，发光只是白炽灯在产生热能时的副产品。由于LED发出的光属于冷光，也就是不带热能的光，能源转换效率非常高，所以不会有多余的能源被浪费掉，这在能源的节约上具有非常重大的意义。

再来谈谈耐用性跟可靠性。一个白炽灯的寿命约为1000小时，这几乎已是现代工业的极限，因为白炽灯中的钨丝在高热的摧残下，逃不过脆化的命运。而LED不发热，不会因高热而降低寿命，并且它体积小，需要由数个到数十个LED来取代一个白炽灯的工作，也就是说，当LED组成的光源中有一两个LED发生故障时，并不会影响到整体效果，实用性因此大幅提高，更换的机会则大大降低。

LED的发光原理与一般日光灯及白炽灯不同。白炽灯灯丝必须在2000℃以上的高温下工作，而日光灯必须使用高电压激发电子束，但LED只需要2～4伏特（V）的电压，在常温下就可正常工作。同时，LED的使用寿命可长达1万小时以上。

LED各种颜色有不同的应用范围。白光LED因具有效率高、耗电量小（约为白炽灯的八分之一，日光灯的二分之一）、寿命长（1万小时以上，约为日光灯的10倍）、反应速度快、硬度高及不易破损等传统光源无法与之比较的优点，被誉为21世纪的新型光源。所谓的白光并非指单一色的光，而是多种颜色混合而成的，人类眼睛所见的白光至少由两种光混合而成，包括二波长光（蓝色光+黄色光）或三波长光（蓝色光+绿色光+红色光），未来较被看好的是后者。若未来生产成本降低，LED可望逐步取代传统照明器具。

LED的应用领域也十分广泛，如小型手电筒照明、液晶显示器背光源（汽车、音响仪表板、手机背光板）、交通号志灯及指示板、室内照明、交通工具照明等。

白光LED与一般照明设备比较，除省电外还有寿命长、不发热等优点，对于废弃品的回收问题，也比日光灯少，既安全又环保，而目前价格过高是白光LED尚未普及的主因。

白色LED最大的效益是可以节约能源、减少污染。未来白光LED较传统白炽灯发光效率可提高至10倍以上。假设在一个3000万人的发达地区，有25%的白炽灯及100%的日光灯被白光 LED取代，估计每年可省下110亿度电，相当于一座核能发电厂的年发电量。

另外，防止温室效应，保护地球环境，也是白光LED照明的目标。由于省电的白光LED可减少发电厂燃料的使用量，在发电过程中所产生的二氧化碳排放量也会大幅减少，对温室效应的防止与地球环境绿化贡献很大。据国外的预估资料，使用白光LED照明可使全球每年减少25亿吨二氧化碳的排放量。

LED具有省电、轻薄、环保等优点，被认为是当代最省电的照明技术。LED兼具节能与减低温室气体排放的作用，初步估算，若全国照明设备全部改用LED，可省电近一半，加上交通号志灯全面改用LED的节能效果，每年节省的总电量数将是一个惊人的数字。

（编辑 QQ糖）