भौतिकी से जुड़नार से लेकर भोजन तक: वर्तमान और संभावित एलईडी प्रभावकारिता

एक अवलोकन

प्रकाश-उत्सर्जक डायोड (एलईडी) के आविष्कार के बाद से, फोटॉनों की मात्रा में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है जिसे विद्युत ऊर्जा से परिवर्तित किया जा सकता है; फिर भी, यह एक भौतिक सीमा तक पहुंचने के करीब हो रहा है। इस बिंदु पर कि सभी इनपुट ऊर्जा को प्रकाश संश्लेषक फोटॉनों के रूप में ऊर्जा में बदल दिया जाता है, सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता प्राप्त की जाती है। नीले एल ई डी की दक्षता 93%तक पहुंच सकती है, फॉस्फोर-गुंकारी "गोरे" के लिए 76%तक पहुंचने के लिए संभव है, और लाल एल ई डी 81%तक पहुंच सकता है। इन संवर्द्धन के कारण, बागवानी प्रकाश व्यवस्था के लिए नई संभावनाएं उपलब्ध हो गई हैं। इस लेख में, हम निम्नलिखित विषयों पर चर्चा करेंगे: (1) एलईडी की अंतर्निहित भौतिकी और दक्षता; (२) की वर्तमान प्रभावकारिताएल ई डी; (3) फसल उत्पादन पर वर्णक्रमीय गुणवत्ता का प्रभाव; और (4) बागवानी जुड़नार की संभावित प्रभावकारिता। यह संयंत्र आकृति विज्ञान पर वर्णक्रमीय प्रभावों को अनुकूलित करके पूरा किया जा सकता है, जो प्रजातियों से प्रजातियों में भिन्न होता है। यह फोटॉन के रूपांतरण में प्रगति के लिए उपज के लिए अनुमति देगा। दूसरी ओर, प्रकाश संश्लेषण पर स्पेक्ट्रम प्रभाव प्रजातियों में बहुत तुलनीय हैं; फिर भी, प्रकाश संश्लेषक फोटॉनों की वर्तमान में स्वीकृत परिभाषा, जो 400 से 700 नैनोमीटर तक होती है, कुछ संशोधन की आवश्यकता हो सकती है। वर्तमान ड्रोप, हीट ड्रोप, ड्राइवर (बिजली की आपूर्ति) अक्षमताएं, और ऑप्टिकल नुकसान चार विशेषताएं हैं जो सभी एलईडी जुड़नार के लिए निहित हैं। एलईडी स्थिरता प्रभावकारिता की शीर्ष सीमा इन चार कारकों द्वारा एलईडी पैकेज प्रभावकारिता को गुणा करके स्थापित की गई है। एलईडी प्रौद्योगिकी की वर्तमान स्थिति को ध्यान में रखते हुए, गणना से पता चलता है कि सफेद और लाल जुड़नार के लिए प्रभावकारिता की सीमाएं 3.4 माइक्रोन J, 1 हैं, जबकि नीले और लाल जुड़नार के लिए, प्रभावकारिता की सीमाएं 4.1 μmol J −1 हैं। पानी और अत्यधिक आर्द्रता के खिलाफ ऑप्टिकल सुरक्षा को शामिल करके, ये मूल्य लगभग 10%कम हो जाते हैं। चरम प्रभावकारिता और लागत के बीच ट्रेडऑफ हैं, जिनका हम विस्तार करते हैं।

भौतिक विज्ञान

"दक्षता" शब्द उन अनुपातों को संदर्भित करता है जिनमें अंश और भाजक दोनों में समान इकाइयाँ होती हैं, और इन अनुपातों को प्रतिशत के रूप में कहा जा सकता है। शब्द "एलईडी दक्षता" इलेक्ट्रिकल पावर इनपुट के लिए ऑप्टिकल पावर आउटपुट के अनुपात को संदर्भित करता है, जिसे वॉट प्रति वाट या प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। शब्द "प्रभावकारिता" उन अनुपातों को संदर्भित करता है जो विभिन्न प्रकार की इकाइयों में व्यक्त किए जाते हैं। "प्रभावकारिता" शब्द का उपयोग बागवानी प्रकाश के क्षेत्र में किया जाता है, जो इनपुट बिजली के प्रति वाट प्रति सेकंड का उत्पादन करते हुए फोटॉनों की मात्रा का वर्णन करने के लिए होता है। इस तथ्य के कारण कि एक वाट प्रति सेकंड एक जूल के बराबर है, यह प्रति समय olmol के लिए सरल किया जा सकता है। प्लैंक -आइंस्टीन संबंध, जिसे अक्सर प्लैंक के समीकरण के रूप में संदर्भित किया जाता है, एक गणितीय अभिव्यक्ति है जो फोटॉन ऊर्जा और तरंग दैर्ध्य के बीच संबंध का वर्णन करती है। इस समीकरण का उपयोग करते हुए, हम देख सकते हैं कि ऊर्जा और तरंग दैर्ध्य के बीच संबंध विपरीत रूप से आनुपातिक है। समीकरण दक्षता और प्रभावकारिता के बीच परिवर्तित करने के लिए, साथ ही एक विशेष स्पेक्ट्रम के लिए उच्चतम संभावित प्रकाश संश्लेषक फोटॉन प्रभावकारिता की गणना करने के लिए उपयोग किया जाता है। इस समीकरण का उपयोग दक्षता और प्रभावकारिता के बीच परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।

इनपुट की मात्रा के संबंध में फोटॉन के पास पौधों पर होने वाले प्रभाव को निर्धारित करने के लिए, हम एलईडी की दक्षता को उनकी प्रभावकारिता में परिवर्तित करके संबंधित इकाइयों को प्राप्त करते हैं। यह एक अलग भौतिक कानून के अनुसार है जिसे स्टार्क -आइंस्टीन कानून के रूप में जाना जाता है, जो यह मानता है कि प्रत्येक फोटॉन के लिए जो अवशोषित होता है, केवल एक अणु वास्तव में प्रतिक्रिया करने में सक्षम है। यह बताते हुए इस कानून को बहाल करना संभव है कि एक फोटॉन एक इलेक्ट्रॉन को उत्तेजित करने में सक्षम है। इस काम में फोटॉन प्रभावकारिता का दायरा 400 से 700 नैनोमीटर तक की तरंग दैर्ध्य के साथ फोटॉनों तक सीमित है, दूर-लाल एल ई डी के अपवाद के साथ, जो 800 नैनोमीटर के रूप में तरंगदैर्ध्य के साथ फोटॉन को शामिल करते हैं। एलईडी पैकेज निर्माताओं के लिए यह आम है कि वे वाट प्रति लुमेन में प्रभावकारिता की रिपोर्ट करें क्योंकि यह मानव रोशनी के लिए एक सार्थक मीट्रिक है। हालांकि, यह मीट्रिक बागवानी प्रकाश व्यवस्था के लिए लागू नहीं है क्योंकि यह मानव आंखों की विभिन्न रंगों के प्रति संवेदनशीलता के आधार पर मानव दृष्टि के लिए भारित फोटॉनों का माप है।

एक एलईडी पैकेज, जो एक आवास के भीतर निहित एलईडी चिप है, इस लेख में "एलईडी" शब्द से क्या है। स्थिरता के लिए यांत्रिक और विद्युत कनेक्शन की सुविधा के अलावा, आवास या पैकेजिंग एक हीट चैनल के रूप में भी कार्य करता है, फोटॉनों के वितरण को प्रभावित करता है, और सफेद एल ई डी के लिए फॉस्फोर परत को शामिल करता है (अधिक जानकारी के लिए, नीचे देखें)। एलईडी पैकेज एलईडी प्रदर्शन मानकों के लिए लक्षित दर्शक हैं। जब एलईडी पैकेज को एक स्थिरता में शामिल किया जाता है, तो इसे एलईडी स्थिरता के रूप में संदर्भित किया जाता है।
 

उनके मूल में एल ई डी की मौलिक दक्षता

तीन उप-प्रभाव हैं जो एलईडी (एलईडी पैकेज) की समग्र दक्षता में योगदान करते हैं, जो इन तीन उप-प्रभावकारिताओं का उत्पाद है:

लागू वोल्टेज (VPhoton/VF) के लिए इलेक्ट्रॉन वोल्ट में व्यक्त किए गए उत्सर्जित फोटॉन ऊर्जा का अनुपात विद्युत दक्षता की परिभाषा है। यह अनुपात एलईडी के आंतरिक विद्युत प्रतिरोध से प्रभावित है।

आंतरिक क्वांटम दक्षता, जिसे प्रति इलेक्ट्रॉन फोटॉन के रूप में भी जाना जाता है, उस प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसके द्वारा इलेक्ट्रॉनों को फोटॉन में परिवर्तित किया जाता है। यह प्रक्रिया गैर-विकिरणकारी पुनर्संयोजन मार्गों से प्रभावित होती है, जिसमें अशुद्धियां और माइक्रोफिजिकल दोष शामिल हैं।

फोटॉनों का अनुपात जो एलईडी अर्धचालक सामग्री को कुल मिलाकर फोटॉन की कुल संख्या में छोड़ देता है, को फोटॉन निष्कर्षण दक्षता के रूप में संदर्भित किया जाता है। यह अनुपात आंतरिक प्रतिबिंब और पुनर्संयोजन दोनों से प्रभावित है। "पैकेज लॉस" वाक्यांश एलईडी उद्योग में एलईडी पैकेज से फोटॉन की कटाई की प्रक्रिया के दौरान होने वाले किसी भी नुकसान को संदर्भित करने के लिए एलईडी उद्योग में उपयोग किया जाता है। एलईडी पैकेज प्रकारों में इनमें भिन्नता की एक विस्तृत श्रृंखला हो सकती है।

Shenzen Benwei Lighting Technology Co., Ltd की स्थापना 2010 में हुई थी। यह एक राष्ट्रीय उच्च तकनीक वाला उद्यम है, जो डिजाइन, R & D, इनडोर और आउटडोर लाइटिंग उत्पादों का उत्पादन और बिक्री एकीकृत है और OEM, ODM। हमारे प्रसाद के बारे में विवरण भी कर सकता है, कृपया हमसे संपर्क करें