Six idées de base de la révolution LED
L'étude trace les progrès de l'efficacité, de l'échelle et de la recherche
1. L'économie de la lumière: bon marché, mais pas à cause des laboratoires
La baisse des coûts spectaculaires dans la fabrication LED - 95,5% sur 17 ans - n'était pas principalement motivée par les percées de la recherche, selon l'étude. Au lieu de cela, les améliorations des rendements de fabrication et des économies d'échelle, tels que l'augmentation des diamètres de la plaquette saphir, ont fait la plupart des travaux. Ces changements reflètent l'expérience de production cumulée et l'investissement dans la mise à l'échelle, plutôt que la R&D ciblée.
Cela diverge de ce que beaucoup dans les secteurs d'éclairage et de semi-conducteurs pourraient s'attendre. Bien que la R&D ait souvent été formulée comme le moteur de l'innovation des coûts, les données dans ce cas mettent en évidence la puissance de l'apprentissage industriel et de l'efficacité de la production de volume.
2. Où la R&D importait le plus: qualité et performance
Bien que les économies de coûts proviennent du raffinement des processus, la R&D a joué un rôle dominant dans l'amélioration de la qualité de la lumière LED. L'étude attribue la plupart des améliorations de l'efficacité quantique interne, de l'indice de rendu des couleurs (CRI) et de la température corrélée de couleur corrélée (CCT) aux efforts de R&D - souvent celles soutenues par le financement public ou la collaboration industrielle académique.
Pour les professionnels de l'éclairage, cette distinction est essentielle. Si vous "réinstallez les produits où la qualité des couleurs, l'accordabilité et la performance spectrale sont importantes, les preuves suggèrent que la R&D reste un moteur central du progrès.
3. Les gens et les institutions derrière les progrès
L'étude s'appuie sur des entretiens avec des experts dans le monde universitaire et l'industrie, dont beaucoup ont des liens avec des entreprises comme Osram, Éclairage GE, et Nichia. Ces entreprises apparaissent fréquemment dans les délais de littérature et de commercialisation des brevets, mais la recherche attribue un large éventail de contributeurs - en particulier des programmes de R&D publics axés sur la mission et des équipes de recherche interdisciplinaires.
La nature collaborative de ces avancées met en évidence le rôle des réseaux de connaissances partagés et des partenariats public-privé dans la formation de la technologie d'éclairage.
4. Innovation par osmose: comment les déversements en forme de LED
Parmi les conclusions les plus frappantes: au moins 8,5% de l'amélioration totale de l'efficacité dans les LED entre 2003 et 2020 provenant de Déversements de technologie - Le transfert de connaissances ou de techniques d'autres domaines dans le développement LED. Presque toutes les améliorations destinées aux consommateurs dans le CRI et le CCT proviennent de l'éclairage extérieur, tels que le CRT présentent des phosphores, la chimie des matériaux et l'ingénierie optique.
Plutôt que de suggérer un déficit dans l'éclairage de la R&D, les auteurs décrivent un système où L'innovation dirigée a été enrichie par des disciplines adjacentes. Des points quantiques aux phosphores rouges à bande étroite, l'étude souligne comment l'expertise s'est développée dans d'autres industries a trouvé une nouvelle vie dans les applications d'éclairage.
5. Les limites physiques sont maintenant en vue
Plusieurs sub-efficacités dans les packages LED - tels que l'efficacité quantique interne, l'efficacité de la baisse et l'extraction de la lumière - approchent désormais de 10 points de pourcentage de leurs limites physiques théoriques. Cela suggère que les gains d'efficacité futurs seront plus difficiles à réaliser et plus coûteux à poursuivre.
Seule l'efficacité spectrale montre une place notable à l'amélioration, offrant l'une des rares frontières restantes pour des gains de performance fondamentaux.
6. Plus rapide que n'importe quelle technologie d'éclairage de l'histoire
Les chercheurs estiment que l'efficacité lumineuse a augmenté 10 lumens par watt par an, ce qui en fait la technologie d'éclairage la plus rapide dans l'histoire enregistrée. Ce taux dépasse même les fluorescents compacts et les lampes à décharge à haute intensité.
Cette progression rapide, associée à une baisse des prix et à une meilleure qualité, aide à expliquer pourquoi les LED dominent désormais les nouvelles installations d'éclairage à l'échelle mondiale. Pourtant, cela implique également que le rythme des progrès pourrait bientôt ralentir, changeant de concentration vers la conception au niveau du système, les stratégies de contrôle et l'intégration avec les technologies de construction.