太阳能LED灯的历史、分类和使用场合

太阳能LED是一种新式照明灯具，由太阳能电池板、蓄电池、控制逆变器、光控及计时器、发光体5部分组成。在很长一段时间里，高压钠灯及金属卤化物灯一直在户外照明中起着主导作用。LED灯具的出现为户外照明开辟了更广阔的天地。

太阳能电池板（Solar panel）是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，大部分太阳能电池板的主要材料为硅，从材料上可以分为以下几类：

单晶硅

单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高可达到24%，是所有种类的太阳能电池中转换效率最高的，但制作成本很大，因此还不能普遍使用。单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。

多晶硅

多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但转换效率要降低不少，只有12%左右，制作成本比单晶硅便宜一些，总的生产成本较低，发展迅猛。不过，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。

非晶硅

非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低。非晶硅的主要优点是在弱光条件也能发电，但存在的主要问题是光电转换效率偏低，国际先进水平只有10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率会下降衰减。

多元化合物

多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有硫化镉太阳能电池、砷化镓太阳能电池、铜铟硒（薄膜）太阳能电池等。其中，新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2太阳能电池采用的是具有梯度能带间隙（导带与价带之间的能级差）多元的半导体材料，可以扩大太阳能吸收光谱范围，进而提高光电转化效率，平均可达18%左右，而且到目前为止，这种半导体材料尚未发现有光辐射引致性能衰退效应（SWE），在薄膜太阳能电池光电转化效率中属于世界最高水平。

发光二极管（Light-Emitting Diode，简称LED） 是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本。20世纪90年代LED技术的长足进步,不仅是发光效率超过了白炽灯,光强达到了烛光级,而且颜色也从红色到蓝色覆盖了整个可见光谱范围,这种从指示灯水平到超过通用光源水平的技术革命导致各种新的应用,诸如汽车信号灯、交通信号灯、室外全色大型显示屏以及特殊的照明光源。

太阳能LED灯具一般配备免维护密封型蓄电池，使用高效LED发光组件和充放电/照明控制电路，充电一天可用3-7天，且不需要开挖路面做布线埋管施工，不需要输变电系统，现场施工安装方便，安全可靠，寿命长（电池板15-20年，蓄电池5-7年，灯具可达5-10年），是未来户外照明的发展方向。

据中国市政工程协会城市照明专业委员会的统计，截至2015年，全国1065个城市共有路灯3000余万盏，其中很大一部分使用的是传统高压钠灯。一盏100瓦高压钠灯连续使用10小时将消耗1度电；而同样照度的LED路灯连续使用10小时仅消耗0.32度电，节能率达到了68%。各国政府也开始意识到“装上去就省电”这一点，政策上开始鼓励LED灯具的推广，很多企业已在国内市场先行练兵，继而逐步推向全球市场。

目前，国内外已有数百家企业投入到LED户外灯具的研制当中，大量产品已经投入量产，灯具单价已经由2007年的40元/W降至如今的18元/W，仅为高压钠灯的2.25倍。晶圆、芯片、颗粒、模块、驱动电源和灯罩组装等加工工序的成熟度也不断提高。可以预见，太阳能LED灯行业前景广阔，必将在户外照明中发挥越来越重要的作用。