發光二級管

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發光二極管簡稱為LED是指由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物製成的可以把電能轉化為光能的半導體二極管的一種。它是半導體二極管的一種，可以把電能轉化成光能。發光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極管加上正向電壓後，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴複合，產生自發輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴複合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管。

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發展史

發光二極管（英語：Light-Emitting Diode，簡稱LED） 是一種能將電能轉化為光能的半導體電子元件。這種電子元件早在1962年出現，早期只能發出低光度的紅光，之後發展出其他單色光的版本，時至今日能發出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當的光度。而用途也由初時作為指示燈、顯示板等；隨着技術的不斷進步，發光二極管已被廣泛地應用於顯示器、電視機採光裝飾和照明。

趨勢

隨着行業的繼續發展，技術的飛躍突破，應用的大力推廣，LED的光效也在不斷提高，價格不斷走低。新的組合式管芯的出現，也讓單個LED管（模塊）的功率不斷提高。通過同業的不斷努力研發，新型光學設計的突破，新燈種的開發，產品單一的局面也有望在進一步扭轉。控制軟件的改進，也使得LED照明使用更加便利。這些逐步的改變，都體現出了LED發光二極管在照明應用的前景廣闊。

LED被稱為第四代光源，具有節能、環保、安全、壽命長、低功耗、低熱、高亮度、防水、微型、防震、易調光、光束集中、維護簡便等特點，可以廣泛應用於各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明等領域。

LED優點：電光轉化效率高（接近60%，綠色環保、壽命長（可達10萬小時）、工作電壓低（3V左右）、反覆開關無損壽命、體積小、發熱少、亮度高、堅固耐用、易於調光、色彩多樣、光束集中穩定、啟動無延時；

LED缺點：起始成本高、顯色性差、大功率LED效率低、恆流驅動（需專用驅動電路）。相比之下，各種傳統照明存在一定的缺陷。

白熾燈：電光轉化效率低（10%左右）、壽命短（1000小時左右）、發熱溫度高、顏色單一且色溫低；

熒光燈：電光轉化效率不高（30%左右）、危害環境（含汞等有害元素，約3.5-5mg/只）、不可調亮度（低電壓無法啟輝發光）、紫外輻射、閃爍現象、啟動較慢、稀土原料漲價（熒光粉占成本比重由10%上升到60～70%）、反覆開關影響壽命；體積大。

高壓氣體放電燈：耗電量大、使用不安全、壽命短、散熱問題，多用於室外照明。

2018年10月13日，中國科學院院士黃維和該校王建浦教授團隊將鈣鈦礦發光二極管（LED）外量子效率提高到20.7%，較國際同行提升近一半，成果近日在國際學術刊物《自然》正刊發表。

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