太陽能LED燈的歷史、分類和使用場合

太陽能LED是一種新式照明燈具，由太陽能電池板、蓄電池、控制逆變器、光控及計時器、發光體5部分組成。在很長一段時間里，高壓鈉燈及金屬鹵化物燈一直在戶外照明中起著主導作用。LED燈具的出現為戶外照明開辟了更廣闊的天地。

太陽能電池板（Solar panel）是通過吸收太陽光，將太陽輻射能通過光電效應或者光化學效應直接或間接轉換成電能的裝置，大部分太陽能電池板的主要材料為硅，從材料上可以分為以下幾類：

單晶硅

單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為15%左右，最高可達到24%，是所有種類的太陽能電池中轉換效率最高的，但制作成本很大，因此還不能普遍使用。單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此堅固耐用，使用壽命一般可達15年，最高可達25年。

多晶硅

多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但轉換效率要降低不少，只有12%左右，制作成本比單晶硅便宜一些，總的生產成本較低，發展迅猛。不過，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。

非晶硅

非晶硅太陽電池是1976年出現的新型薄膜式太陽電池，它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，工藝過程大大簡化，硅材料消耗很少，電耗更低。非晶硅的主要優點是在弱光條件也能發電，但存在的主要問題是光電轉換效率偏低，國際先進水平只有10%左右，且不夠穩定，隨著時間的延長，其轉換效率會下降衰減。

多元化合物

多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽電池。各國研究的品種繁多，大多數尚未工業化生產，主要有硫化鎘太陽能電池、砷化鎵太陽能電池、銅銦硒（薄膜）太陽能電池等。其中，新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2太陽能電池采用的是具有梯度能帶間隙（導帶與價帶之間的能級差）多元的半導體材料，可以擴大太陽能吸收光譜范圍，進而提高光電轉化效率，平均可達18%左右，而且到目前為止，這種半導體材料尚未發現有光輻射引致性能衰退效應（SWE），在薄膜太陽能電池光電轉化效率中屬于世界最高水平。

發光二極管（Light-Emitting Diode，簡稱LED） 是一種能將電能轉化為光能的半導體電子元件。這種電子元件早在1962年出現，早期只能發出低光度的紅光，之后發展出其他單色光的版本。20世紀90年代LED技術的長足進步,不僅是發光效率超過了白熾燈,光強達到了燭光級,而且顏色也從紅色到藍色覆蓋了整個可見光譜范圍,這種從指示燈水平到超過通用光源水平的技術革命導致各種新的應用,諸如汽車信號燈、交通信號燈、室外全色大型顯示屏以及特殊的照明光源。

太陽能LED燈具一般配備免維護密封型蓄電池，使用高效LED發光組件和充放電/照明控制電路，充電一天可用3-7天，且不需要開挖路面做布線埋管施工，不需要輸變電系統，現場施工安裝方便，安全可靠，壽命長（電池板15-20年，蓄電池5-7年，燈具可達5-10年），是未來戶外照明的發展方向。

據中國市政工程協會城市照明專業委員會的統計，截至2015年，全國1065個城市共有路燈3000余萬盞，其中很大一部分使用的是傳統高壓鈉燈。一盞100瓦高壓鈉燈連續使用10小時將消耗1度電；而同樣照度的LED路燈連續使用10小時僅消耗0.32度電，節能率達到了68%。各國政府也開始意識到“裝上去就省電”這一點，政策上開始鼓勵LED燈具的推廣，很多企業已在國內市場先行練兵，繼而逐步推向全球市場。

目前，國內外已有數百家企業投入到LED戶外燈具的研制當中，大量產品已經投入量產，燈具單價已經由2007年的40元/W降至如今的18元/W，僅為高壓鈉燈的2.25倍。晶圓、芯片、顆粒、模塊、驅動電源和燈罩組裝等加工工序的成熟度也不斷提高。可以預見，太陽能LED燈行業前景廣闊，必將在戶外照明中發揮越來越重要的作用。