能源部照明研讨会探索照明科学和系统

文章作者:Yoelit Hiebert

2020年美国能源部能源效率和可再生能源办公室(EERE)照明研发车间与过去几年相比，这次会议有了显著的变化，特别是会议范围的扩大。虽然之前的研讨会都集中在LED芯片和封装规模的技术，特别是在功效改善领域，但今年的会议范围包括照明科学和照明系统的轨道。一般性会议涵盖的主题包括:LED照明的采用和由此产生的能源节约、植物和动物的照明、人类健康和福祉的照明以及照明和控制集成到新建筑中。

会议首先概述了企业和家庭转向LED照明的主要原因:更低的能源成本。美国能源部估计，到2035年，LED照明预计将成为84%的照明设备的主导技术，从而累计节约62项能源四胞胎．

最令人印象深刻的演讲之一来自犹他州立大学植物、土壤和气候系，他们一直在与美国宇航局合作开发在火星上种植食物的方法。由于食品需要在地下种植，人工照明将是食品生产系统的关键组成部分。LED照明是显而易见的选择，不仅因为其较低的功率要求，而且因为它能够精确地调谐到每种正在种植的植物的最佳光谱。犹他州以及全国许多其他机构正在为每种植物的每个发育阶段确定最佳“光照配方”，毫无疑问，气候模式的变化会破坏我们在室外可靠种植食物的能力，这将对地球上的室内种植设施产生影响。

另一个引人入胜的谈话来自斯坦福大学精神病学和行为科学系．本次演讲重点讨论了使用LED照明调节人体昼夜节律反应的局限性。谈话中描述的这项研究的目的是确定一种特定的光协议在帮助青少年获得更多睡眠方面的有效性。研究对象暴露在不同的光方案和由此产生的昼夜节律的变化被评估。在研究结束时，研究人员发现，尽管暴露在阳光下有其预期的生理影响，也就是说，昼夜节律确实发生了改变，但参与研究的青少年实际上并没有获得更多的睡眠。

不出所料，尽管他们感到更累了，但他们仍然不愿意比以前更早上床睡觉，因为他们所有的朋友都还没睡。这项研究的结论是，仅仅调整昼夜节律不足以达到预期的效果，即获得更多的睡眠。作为以人为中心的照明越来越多地融入到我们的工作和家庭环境中，我们应该注意到，我们的目标是改变行为，无论是更早上班，在工作中更有效率，还是请更少的病假，而光改变照明可能没有预期的结果。

至于LED技术，美国能源部估计，从性能的角度来看，目前LED照明的最先进水平仅为最终能够达到的水平的一半(图1）.

图1这个图表显示了白色和彩色LED封装的效率和效率随时间的变化。来源:能源部能源效率和可再生能源办公室

其他演讲的主题涵盖了目前的固态照明技术，如半导体材料，量子点，及有机发光二极管. 通过将量子点纳入用于普通照明的LED封装中，人们对使用量子点增强红色发射越来越感兴趣。在一次演讲中，探讨了实施该战略在材料和结构方面面临的挑战。另一个专题介绍概述了量子点在显示器上的应用。在OLED技术领域，探讨了使用类似特氟隆的绝缘体稀释OLED器件中有机化合物的可能性，作为在不牺牲电传输的情况下减少所需半导体材料量的一种方法。

不可否认，今年的会议强调了照明，因为它涉及到建筑施工、控制和网络化建筑系统，反映了EERE的重心转移。鉴于业界似乎越来越一致认为LED照明转换带来的能效提升可能已经达到峰值，因此会议范围的扩大并非意外。这与EERE声称的设备效能仍能显著提高的说法如何协调尚待观察。

- - - - - -Yoelit Hiebert说道在过去10年中一直从事LED照明领域的工作，在行业的制造和最终用户方面都有经验。