Comment générer de la chaleur à partir d'un lampadaire solaire

Au final, seulement 30 à 40 % environ de l'énergie électrique incidente est convertie en énergie lumineuse, les 60 à 70 % restants étant principalement générés par la vibration du réseau cristallin lors de la recombinaison non radiative. Alors, est-ce que… lampadaire solaire La LED génère-t-elle de la chaleur ? Quelle quantité de chaleur peut-elle générer ? Quelle quantité de chaleur génère-t-elle ? À mesure que la température de la puce augmente, la recombinaison non radiative s'intensifie, réduisant d'autant plus l'efficacité lumineuse. Cette chaleur excessive peut engendrer des problèmes lors de l'utilisation. De plus, de nombreux utilisateurs novices de LED haute puissance ignorent comment résoudre efficacement le problème thermique, ce qui compromet fortement la fiabilité du produit. Sous la tension directe de la LED, les électrons puisent leur énergie dans l'alimentation. Propulsés par le champ électrique, ils surmontent le champ de la jonction PN et passent de la région N à la région P. Ces électrons se recombinent avec les trous de la région P. Comme les électrons libres migrant vers la région P possèdent une énergie supérieure à celle des électrons de valence de cette région, ils retournent à un état de basse énergie lors de la recombinaison, et l'énergie excédentaire est libérée sous forme de photons. La longueur d'onde des photons émis est liée à la différence d'énergie E, par exemple. On constate que la région émettrice de lumière se situe principalement près de la jonction PN et que cette émission est due à la recombinaison d'électrons et de trous, libérant ainsi de l'énergie. Dans une diode semi-conductrice, les électrons rencontrent une résistance tout au long de leur trajet, de l'entrée à la sortie de la région semi-conductrice. En principe, le nombre d'électrons émis par l'électrode négative et le nombre d'électrons retournés à l'électrode positive sont égaux à la structure physique de la diode semi-conductrice. Pour les diodes classiques, lors de la recombinaison des paires électron-trou, le spectre des photons émis n'appartient pas au domaine du visible en raison de la différence de niveau d'énergie. Par exemple, lors de leur trajet à l'intérieur de la diode, les électrons consomment de l'énergie du fait de la résistance. La puissance consommée est conforme aux lois fondamentales de l'électronique : Pu_003dI² = Ru_003dI²(RN + RP) + IV_TH. Dans cette formule : RN est la résistance interne de la région N, V_TH est la tension de seuil de la jonction PN et RP est la puissance dissipée par la résistance interne de la région P. La chaleur dégagée est : Qu_003dPt. Dans cette formule : t est la durée de conduction de la diode. Par essence, la LED reste une diode semi-conductrice. Par conséquent, lorsqu'elle fonctionne en polarisation directe, son fonctionnement est conforme à la description ci-dessus. La puissance électrique consommée est : P_LED = U_LED × I_LED. Dans cette formule : U_LED est la tension directe aux bornes de la LED et I_LED est le courant qui la traverse. Cette puissance électrique consommée est convertie en chaleur et dissipée : Qu_LED × P_LED. Dans cette formule : t est la durée de conduction. En réalité, l'énergie libérée par les électrons lors de leur recombinaison avec les trous dans la région P n'est pas directement fournie par la source d'énergie externe. Comme les électrons se trouvent dans la région N et qu'aucun champ électrique externe n'est présent, leur niveau d'énergie est supérieur de Eg à celui des électrons de valence de la région P. Lorsqu'ils atteignent la région P, ils se recombinent avec le trou et deviennent les électrons de valence de cette région, libérant ainsi une grande quantité d'énergie. La valeur de Eg est déterminée par le matériau lui-même et est indépendante du champ électrique externe. L'effet de la source d'énergie externe sur les électrons consiste à les contraindre à se déplacer de manière directionnelle et à compenser l'effet de la jonction PN. La production de chaleur des lampadaires solaires est indépendante de leur rendement lumineux ; il n'y a aucun lien entre le faible pourcentage d'énergie électrique utilisé pour produire de la lumière et le faible pourcentage restant utilisé pour produire de la chaleur. Grâce à la compréhension des concepts de génération de chaleur, de résistance thermique et de température de jonction des LED haute puissance, à l'établissement de formules théoriques et à la mesure de la résistance thermique, nous pouvons étudier la conception, l'évaluation et l'application concrète des LED haute puissance. Il convient de noter que la gestion thermique est un enjeu crucial à l'heure actuelle, compte tenu du faible rendement lumineux des produits LED. L'objectif principal est d'améliorer fondamentalement ce rendement afin de réduire la génération d'énergie thermique. Cela nécessite des progrès technologiques à tous les niveaux : fabrication des puces, encapsulation des LED et développement des produits. [Ce contenu est mis à votre disposition par des fabricants de lampadaires solaires.]

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