Sechs Kerneinsichten aus der LED -Revolution

Studienspuren führten den Fortschritt durch EffizienzAnwesend Skala und Forschung

1. Die Ökonomie des Lichts: billig, aber nicht wegen Labors

Der dramatische Kostenrückgang der LED -Herstellung - 95,5% über 17 Jahre - wurde nicht in erster Linie von Forschungsbräumen angetrieben, so die Studie. Stattdessen haben Verbesserungen der Herstellungsrenditen und Skaleneffekte wie Erhöhung der Saphir -Waferdurchmesser die meiste Arbeit geleistet. Diese Veränderungen spiegeln kumulative Produktionserfahrungen und Investitionen in die Skalierung wider und nicht an gezielte F & E.

Dies weicht von dem ab, was viele in der Beleuchtungs- und Halbleitersektoren erwarten könnten. Während die F & E häufig als Motor der Kosteninnovation eingestuft wurde, unterstreichen die Daten in diesem Fall die Wirksamkeit industrieller Lernen und Volumenproduktionseffizienz.

2. Wo F & E am wichtigsten war: Qualität und Leistung

Während die Kosteneinsparungen aus der Verfeinerung der Prozesse stammten, spielte F & E eine dominierende Rolle bei der Verbesserung der LED -Lichtqualität. Die Studie führt zu den meisten Verbesserungen der internen Quanteneffizienz, des CRI-Farbwiedergabe-Index (CRI) und der abstimmbaren korrelierten Farbtemperatur (CCT) auf F & E-Bemühungen-häufig diejenigen, die durch öffentliche Finanzierung oder Zusammenarbeit mit akademischer Industrie unterstützt werden.

Für Beleuchtungsprofis ist diese Unterscheidung von wesentlicher Bedeutung. Wenn Sie Produkte entwerfen, bei denen Farbqualität, Abstimmung und spektrale Leistung wichtig sind, deuten die Nachweise darauf hin, dass F & E ein zentraler Treiber des Fortschritts bleibt.

3. Die Menschen und Institutionen hinter dem Fortschritt

Die Studie stützt sich auf Interviews mit Experten in ganz Wissenschaft und Industrie, viele mit Verbindungen zu Unternehmen wie Osram, GE Beleuchtung, Und Nichia. Diese Unternehmen treten häufig in den Zeitplänen der Patentliteratur und in der Kommerzialisierung auf, aber die Forschung schreibt eine breite Palette von Mitwirkenden gut zu-insbesondere missionsgetriebene öffentliche F & E-Programme und interdisziplinäre Forschungsteams.

Der kollaborative Charakter dieser Fortschritte unterstreicht die Rolle gemeinsamer Wissensnetzwerke und öffentlich-private Partnerschaften bei der Gestaltung der Beleuchtungstechnologie.

V.

Zu den auffälligsten Schlussfolgerungen: mindestens 8,5% der gesamten Effizienzverbesserung in LEDs zwischen 2003 und 2020 stammten aus Technologie Verschüttung - Die Übertragung von Wissen oder Techniken aus anderen Bereichen in die LED -Entwicklung. Nahezu alle Verbesserungen der Verbraucher in CRI und CCT stammten von außen beleuchtet, wie CRT-Phosphoren, Materialchemie und optisches Ingenieurwesen.

Anstatt ein Defizit bei der Beleuchtung von F & E vorzuschlagen, beschreiben die Autoren ein System, wo LED -Innovation wurde durch angrenzende Disziplinen angereichert. Von Quantenpunkten bis hin zu schmalen Bandphosphoren zeigt die Studie, wie sich in anderen Branchen entwickelt hat, in der Leuchtanwendungen eine neue Lebensdauer gefunden.

5. Physikalische Grenzen sind jetzt in Sicht

Mehrere Untereffizienzen innerhalb von LED-Paketen-wie interne Quanteneffizienz, Abfall-Effizienz und Lichtextraktion-nähern sich nun innerhalb von 10 Prozentpunkten ihrer theoretischen physikalischen Grenzen. Dies deutet darauf hin, dass zukünftige Effizienzgewinne schwieriger zu erreichen und teurer zu verfolgen sein werden.

Nur die spektrale Effizienz zeigt einen bemerkenswerten Raum für Verbesserungen und bietet einen der wenigen verbleibenden Grenzen für grundlegende Leistungsgewinne.

6. schneller als jede Beleuchtungstechnologie in der Geschichte

Die Forscher schätzen, dass die LED -Leuchtwirksamkeit durch erhöht wurde 10 Lumen pro Watt pro Jahr, damit die sich am schnellsten entwickelnde Beleuchtungstechnologie in der aufgezeichneten Geschichte. Diese Geschwindigkeit übertrifft sogar kompakte Fluoreszentien und Entlastung mit hoher Intensität.

Dieser schnelle Fortschritt, gepaart mit fallenden Preisen und verbesserten Qualität, erklärt, warum LEDs jetzt weltweit neue Beleuchtungsinstallationen dominieren. Dies impliziert jedoch auch, dass sich das Tempo des Fortschritts bald verlangsamen und sich auf das Design von Systemen auf Systemebene, Kontrollstrategien und Integration in den Bautechnologien verlagern.