Übersicht über das Solarbeleuchtungssystem

In den letzten Jahren hat sich die globale Energiekrise verschärft, und konventionelle Energiequellen können den Bedarf der weltweiten Wirtschaftsentwicklung nicht mehr decken. Als wichtige erneuerbare Energiequelle gewinnt Solarenergie weltweit an Bedeutung. Solarbeleuchtungssysteme vereinen die Vorteile von Halbleitern und Solarenergie und verbessern so effektiv die Lichtausbeute und die Energieeinsparung. Sie bestehen hauptsächlich aus einem optischen System, Elektroden, PN-Übergangschips usw. Die Fläche des Leuchtkörpers auf dem Wafer beträgt etwa 0,025 Quadratmillimeter. Der Lumineszenzprozess durchläuft drei Phasen: Ladungsträgerinjektion unter Vorwärtsspannung, Lichtenergietransfer und Rekombinationsstrahlung. Die Halbleiterwafer sind in Epoxidharz eingebettet. Beim Durchfließen des Wafers rekombinieren positiv und negativ geladene Elektronen in der Lochzone, wodurch Löcher und Elektronen verschwinden und Photonen entstehen. Die Bandlücke ist proportional zur Photonenenergie, und die Lichtfarbe entspricht der Photonenenergie. Laut Spektralanalyse weisen rotes und oranges Licht die geringste, violettes und blaues Licht hingegen die höchste Lichtenergie auf. Hersteller von Solarbeleuchtungssystemen berichten, dass die Lichtausbeute grüner LEDs dank rasanter Fortschritte in der Gehäuse- und Materialtechnologie bei etwa 50 lm/W und die von orangen und roten LEDs bei 100 lm/W liegt. Die Eigenschaften von LEDs – Vollfarbwiedergabe, extrem hohe Helligkeit und hohe Effizienz – finden zunehmend Anwendung, insbesondere in der Außenbeleuchtung. LEDs decken das gesamte sichtbare Lichtspektrum ab, wobei insbesondere die Entwicklung ultraheller weißer LEDs die rasante Weiterentwicklung von Lichtquellen vorantreibt. Hersteller von Solarbeleuchtungssystemen gehen davon aus, dass die Lichtintensität von LCDs im Allgemeinen das Unterscheidungsmerkmal zwischen Hochleistungs-LEDs und herkömmlichen LEDs darstellt. Für die Herstellung von Hochleistungs-LEDs werden hauptsächlich die Materialien GalNAs, AlNGaP und AlGaAs verwendet. Hochleistungs-LEDs in Rot verwenden AlGaAs-Materialien, während hochhelle gelbgrüne, gelbe, orange und rote LEDs AlInGaP nutzen. Hochleistungs-LEDs in Violett, Blau und Dunkelgrün basieren auf GalnAs. LED-Halbleiter zeichnen sich durch eine hohe Lichtausbeute aus. Halogen- und Glühlampen erreichen 12–20 Lumen/Watt, Natriumdampf-Hochdrucklampen 90–130 Lumen/Watt und Leuchtstofflampen 50–60 Lumen/Watt. LEDs emittieren farbiges Licht mit einem schmalen Spektrum, guter Monochromasie und ohne Filterung. Da LEDs vollständig aus Halbleitern bestehen, sind sie stoßfest, robust und umweltfreundlich. Sie eignen sich für die Entwicklung kleiner und flacher Beleuchtungsprodukte, die Wartung, Reparatur und Installation vereinfachen. Zudem ist die Startzeit von LEDs kurz, wobei die Eigenschaften der Gasentladungslampen maßgeblich für die Startzeit verantwortlich sind. Diese mit Epoxidharz vergossene Halbleiterlichtquelle ist frei von Glühfäden, Glas und anderen empfindlichen Bauteilen und ist stoß- und vibrationsfest.