太陽能驅動LED 建筑照明節能新途徑

太陽能光伏發電系統已經出現很多年了，但是由于其初期投入高，在建筑照明系統中還沒有得到廣泛應用。隨著發光二極管技術的高速發展，尤其是白光二極管的高效特性，太陽能光伏發電系統與LED燈結合的照明系統將成為建筑照明節能的新途徑。

1 光伏發電原理

作為世界第二大能源消費國，我國政府一直高度重視能源和節能工作，早在20世紀80年代初就提出了“能源開發與節約并重，把節約放在優先位置”的方針，將節能納入國家經濟和社會發展計劃。解決中國的能源問題，一方面要開源，加大國內能源勘探開發力度;另一方面要節流，必須堅持節約優先，大幅度提高能源利用效率，加快建設節約型社會。

上個世紀50年代，在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉換為電能的實用光伏發電技術。太陽電池工作原理的基礎是半導體PN 結的光生伏打效應，就是當物體受到光照時，物體內的電荷分布狀態發生變化而產生電動勢和電流的一種效應。即當太陽光或其他光照射半導體的PN 結時，就會在PN 結的兩邊出現電壓，叫做光生電壓，使PN結短路，就會產生電流。

太陽光發電是指無需通過熱過程直接將光能轉變為電能的發電方式。它包括光伏發電、光化學發電、光感應發電和光生物發電。光伏發電是利用太陽能及半導體電子器件有效地吸收太陽光輻射能，并使之轉變成電能的直接發電方式，是當今太陽光發電的主流。時下，人們通常所說太陽光發電就是太陽能光伏發電(PV)，亦稱太陽能電池發電。

2 固體發光原理

近年來，固態照明得到了快速發展。固態照明是指用全固態發光器件作為光源的照明技術，目前主要包含半導體照明的發光二極管(LED)和有機物發光二極管(OLED)。LED 燈作為照明光源，其優越性在于：光電轉換效率高，低壓供電，使用壽命長，既可以有選擇地發出單色光，也可以高效地發出白光，所以可以大大節約電能。半導體發光二極管(LED)利用注入PN結的少數載流子與多數載流子復合，從而發出可見光，是一種直接把電能轉化為光能的發光器件。發光二極管的結構主要由PN結芯片、電極和光學系統組成。當在電極上加上正向偏壓之后，使電子和空穴分別注入P區和N區，當非平衡少數載流子與多數載流子復合時，就會以輻射光子的形式將多余的能量轉化為光能。其發光過程包括三個部分;正向偏壓下的載流子注入、復合輻射和光能傳輸。發光二極管有許多的優點：工作電壓低，耗電量少;性能穩定，壽命長(一般為10萬到1000 萬h);抗沖擊，耐振動性強;重量輕，體積小，成本低。