ستة رؤى أساسية من ثورة LED

تتبعات الدراسة التقدم المحرز من خلال الكفاءة والحجم والبحث

1. اقتصاديات الضوء: رخيصة ، ولكن ليس بسبب المختبرات

ووجدت الدراسة أن انخفاض التكلفة الدراماتيكية في تصنيع LED - 95.5 ٪ على مدى 17 عامًا - لم يكن مدفوعًا في المقام الأول باختراقات بحثية. بدلاً من ذلك ، قامت تحسينات في عائدات التصنيع واقتصادات الحجم ، مثل زيادة أقطار رقاقة الياقوت ، معظم العمل. تعكس هذه التغييرات تجربة الإنتاج التراكمي والاستثمار في التحجيم ، بدلاً من البحث والتطوير.

هذا يختلف عما قد يتوقعه الكثيرون في قطاعي الإضاءة وشبكيات الموصلات. على الرغم من أن البحث والتطوير في كثير من الأحيان تم تأطيره كمحرك لابتكار التكلفة ، فإن البيانات في هذه الحالة تبرز فاعلية التعلم الصناعي وكفاءة إنتاج الحجم.

2. حيث يهم البحث والتطوير أكثر: الجودة والأداء

في حين أن وفورات التكاليف جاءت من تحسين العملية ، لعبت R&D دورًا مهيمنًا في تعزيز جودة ضوء LED. تعزو الدراسة معظم التحسينات في كفاءة الكم الداخلية ، ومؤشر تقديم الألوان (CRI) ، ودرجة حرارة اللون المرتبطة بالضبط (CCT) لجهود البحث والتطوير-غالبًا ما يدعمهم التمويل العام أو تعاون الصناعة الأكاديمية.

بالنسبة لمهنيي الإضاءة ، فإن هذا التمييز ضروري. إذا قمت "بتصميم المنتجات التي تكون فيها جودة اللون ، وتوابل ، وأداء الأداء الطيفي ، تشير الأدلة إلى أن البحث والتطوير يظل محركًا رئيسيًا للتقدم.

3. الناس والمؤسسات وراء التقدم

تعتمد الدراسة على مقابلات مع خبراء في جميع أنحاء الأوساط الأكاديمية والصناعة ، والكثير من العلاقات مع الشركات مثل أوسرامو إضاءة GE، و نيتشا. تظهر هذه الشركات بشكل متكرر في الأدب وأجهزة تجريبية براءات الاختراع ، لكن البحث يعزو إلى مجموعة واسعة من المساهمين-وخاصة برامج البحث والتطوير العامة التي تعتمد على المهمة وفرق البحث متعددة التخصصات.

تبرز الطبيعة التعاونية لهذه التطورات دور شبكات المعرفة المشتركة والشراكات بين القطاعين العام والخاص في تشكيل تكنولوجيا الإضاءة.

4. الابتكار عن طريق التناضح: كيف شكلت مصابيح LEDs غير المباشرة

من بين أكثر الاستنتاجات اللافتة للنظر: ما لا يقل عن 8.5 ٪ من إجمالي تحسين الكفاءة في المصابيح بين عامي 2003 و 2020 ينبع من التكنولوجيا غير المباشرة - نقل المعرفة أو التقنيات من مجالات أخرى إلى تطوير LED. جاءت جميع التحسينات التي تواجه المستهلك تقريبًا في CRI و CCT من الإضاءة الخارجية ، مثل CRT Phosphors ، ومواد كيمياء المواد ، والهندسة البصرية.

بدلاً من اقتراح عجز في إضاءة البحث والتطوير ، يصف المؤلفون نظامًا حيث تم إثراء الابتكار بقيادة التخصصات المجاورة. من النقاط الكمومية إلى الفسفور الأحمر الضيق ، تبرز الدراسة كيف وجدت الخبرة التي تم تطويرها في الصناعات الأخرى حياة جديدة في تطبيقات الإضاءة.

5. الحدود الجسدية الآن في الأفق

تقترب العديد من الكفاءة الفرعية داخل حزم LED-مثل الكفاءة الكمومية الداخلية ، وكفاءة التدوير ، واستخراج الضوء-الآن ضمن 10 نقاط مئوية من حدودها المادية النظرية. هذا يشير إلى أن مكاسب الكفاءة المستقبلية سيكون من الصعب تحقيقها وأكثر تكلفة للمتابعة.

تُظهر الكفاءة الطيفية فقط مجالًا ملحوظًا للتحسين ، مما يوفر واحدة من الحدود القليلة المتبقية لتحقيق مكاسب الأداء الأساسية.

6. أسرع من أي تقنية إضاءة في التاريخ

يقدر الباحثون أن الفعالية المضيئة زادت 10 شمعة لكل واط في السنة، مما يجعلها أسرع تكنولوجيا الإضاءة تطوراً في التاريخ المسجل. هذا المعدل يتجاوز حتى الفلورسسيات المدمجة ومصابيح التفريغ عالية الكثافة.

يساعد هذا التقدم السريع ، المقترن بانخفاض الأسعار والجودة المحسنة ، في توضيح سبب تهيمن LED الآن على تثبيتات إضاءة جديدة على مستوى العالم. ومع ذلك ، فهذا يعني أيضًا أن وتيرة التقدم قد تبطئ قريبًا ، مما يؤدي إلى تحويل التركيز إلى التصميم على مستوى النظام ، واستراتيجيات التحكم ، والتكامل مع تقنيات البناء.