Закон Хайца

Иллюстрация закона Хайца. Световой поток на комплект светодиодов как функция времени, обратите внимание на логарифмическую шкалу по вертикальной оси.

Закон Хейтца — это наблюдение и прогноз относительно постоянного совершенствования светоизлучающих диодов (СИД) на протяжении многих лет.

В нем утверждается, что каждое десятилетие стоимость люмена (единицы излучаемого полезного света) падает в 10 раз, а количество света, генерируемого на один светодиодный блок, увеличивается в 20 раз для заданной длины волны (цвета) света. Это считается светодиодным аналогом закона Мура , который гласит, что количество транзисторов в данной интегральной схеме удваивается каждые 18–24 месяца. ^[1] Оба закона основаны на оптимизации процесса производства полупроводниковых приборов .

Закон Хайца назван в честь Роланда Хайца (1935–2015), ^[2] ученого из Agilent Technologies . Впервые он был представлен широкой публике на Strategies in Light 2000, первой из серии ежегодных конференций, организованных Strategies Unlimited. ^[3] Помимо прогноза экспоненциального роста стоимости люмена и количества света в упаковке, в публикации также прогнозируется, что светоотдача светодиодного освещения может достичь 200 лм/Вт ( люмен на ватт) в 2020 году, превысив отметку в 100 лм. /W в 2010 году. Так было бы, если бы на исследования светодиодного освещения было потрачено достаточно промышленных и государственных ресурсов. Более 50% расхода электроэнергии на освещение (20% всей потребляемой электроэнергии) будет сэкономлено, достигнув показателя 200 лм/Вт. Эта перспектива и другие промежуточные области применения светодиодов (например, вспышка мобильного телефона и подсветка ЖК-дисплея) привели к огромным инвестициям в исследования светодиодов, так что эффективность светодиодов действительно превысила 100 лм/Вт в 2010 году. Если эта тенденция сохранится, светодиоды станет самым эффективным источником света к 2020 году.

Теоретический максимум для источника белого света с усеченным черным телом (при цветовой температуре 5800К и длинах волн, ограниченных видимым диапазоном от 400 до 700 нм) составляет 251 лм/Вт. ^[4] Однако некоторые «белые» светодиоды имеют эффективность более 300 лм/Вт. ^{[5] [6]}

В 2010 году компания Cree Inc. разработала и выпустила на рынок светодиод XM-L, мощность которого составляла 1000 люмен при эффективности 100 лм/Вт, 160 лм/Вт при токе 350 мА и 150 лм/Вт при токе 700 мА. ^[7] Они также заявили, что преодолели барьер в 200 лм/Вт в ходе исследований и разработок, создав прототип, производящий 208 лм при токе 350 мА. ^[8] В мае 2011 года Cree анонсировала еще один прототип с эффективностью 231 лм/Вт при токе 350 мА. ^[9] В марте 2014 года Cree анонсировала еще один прототип с рекордной эффективностью 303 лм/Вт при токе 350 мА. ^[5]

В 2017 году Philips Lighting начала предлагать потребительские светодиодные светильники с эффективностью 200 лм/Вт в Дубае ^[10] с использованием технологии светодиодной нити накаливания, на три года раньше, чем предсказывал закон Хайца.

Рекомендации

1. «Закон Хайца». Природная фотоника . 1 (1): 23. 2007. Бибкод : 2007NaPho...1...23.. doi : 10.1038/nphoton.2006.78 .
2. Райт, Мори (18 августа 2015 г.). «В честь: признание жизни и работы пионера светодиодов Роланда Хайца». www.ledsmagazine.com . Проверено 19 августа 2015 г.
3. Хайц, Р.; Цао, JY (2011). «Полупроводниковое освещение: «Дело» 10 лет спустя и перспективы на будущее». Физ. Статус Солиди А. 208 : 17–29. дои : 10.1002/pssa.201026349. S2CID  121952594.
4. Мерфи, Том (2011). «Максимальная эффективность белого света» (PDF) . Кафедра физики Калифорнийского университета в Сан-Диего . Проверено 31 июля 2011 г.
5. «Cree первым преодолел барьер в 300 люмен на ватт» . 26 марта 2014 г. Архивировано из оригинала 17 января 2015 г. Проверено 7 мая 2014 г.
6. «Белые светодиоды со сверхвысокой светоотдачей могут удовлетворить все потребности в общем освещении» . Проверено 15 мая 2017 г.
7. «Новые светодиоды Cree осветительного класса разрушают отраслевые стандарты производительности» . 10 ноября 2010 года. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 года . Проверено 27 июля 2011 г.
8. «Кри преодолевает барьер эффективности 200 люмен на ватт» . 3 февраля 2010 года. Архивировано из оригинала 20 июля 2011 года . Проверено 27 июля 2011 г.
9. «Светодиод Cree с яркостью 231 люмен на ватт побивает рекорды эффективности светодиодов» . 9 мая 2011. Архивировано из оригинала 16 июля 2011 года . Проверено 27 июля 2011 г.
10. "Технический паспорт лампы Дубая" . Архивировано из оригинала (PDF) 14 мая 2019 г. Проверено 01 августа 2018 г.

Внешние ссылки

• Хайц, Роланд; Киш, Фред; Цао, Джефф; Нельсон, Джефф (1999). «Обоснование национальной исследовательской программы по полупроводниковому освещению» (PDF) . Отчет Сандия . Ассоциация развития оптоэлектронной промышленности. п. 5. ПЕСОК2000-1612.