- 文献综述（或调研报告）：
1 白光LED简介
1.1 白光LED发展历史与现状
在LED诞生以前，传统的现代照明手段为白炽灯和荧光灯。其中，白炽灯发光原理为热致发光，其发光效率很低，仅不到10%的电能转化为光能，而且寿命较短；而荧光灯中多含Hg元素，造成污染[1]。半导体白光LED是继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代照明光源，它具有发光效率高、低发热、长寿命、高亮度、低功耗的特点，是名副其实的绿色照明光源。
1962年，Holonyak利用GaAsP成功研制出第一只红光LED，当时其发光效率仅为白炽灯的1/150[2]。到二十世纪七十年代，通过对GaP器件和GaAsP新型发光材料的深入研究，LED的发光光谱已经扩展到黄光和绿光领域，发光效率也大幅进步了。1993年，日亚公司首先在以氮化物为代表的发光材料体系中取得了突破，1996年又成功生产出白光LED[3]。
二十年来白光LED技术实现了质的飞跃。2006年，Cree公司开发出光效为131lm/W的白光LED，这个数值已经远超白炽灯约15lm/W的平均水平；2009年，Nichia把白光LED光效进一步提升至249lm/W；2010年，Cree公司推出了商用的光效为75lm/W的照明级LED，并采用了当时业内最小的封装；2011年Vclab发明了一种新型结构的LED，在保持高光效的同时大大降低了发热量；截至2012年，几个主流的白光LED生产企业的产品光效都超过了140lm/W。目前产品化的白光LED，其光效在150lm/W以上；2020年，白光LED光效预计可达240lm/W[4,5]
现如今，为了加快实现节能减排的目标，各国政府都颁布了禁售、鼓励替代白炽灯等传统照明光源的政策。2008年12月，欧盟决定逐步淘汰白炽灯；随后，美国、日本等国家也相继出台禁令，并推广白光LED的普及；2011年11月4日，我国发改委和商务部联合颁布《关于逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯的公告》，其中规定：2016年10月1日起禁止进口和销售15W及以上的普通照明白炽灯。目前，白光LED在全球照明市场的渗透率已经超过了50%；未来，白光LED必将全面取代传统照明[6]。
1.2 白光LED的工作原理和实现方式
LED，即发光二极管（light-emitting diode），基本结构如图1所示。将一块电致发光的半导体LED芯片置于一个架子上，针脚作为正负电极并起到支撑作用，使用极细的金线作为导线连接芯片和针脚，并封装在环氧树脂或透明硅胶中，即得到LED结构[7]。
LED的发光原理为半导体载流子复合发光。发光芯片上有一p-n结，加正向电压时，p-n结势垒降低，导致n区、p区的多子互相注入对方，形成非平衡状态。p-n结附近的非平衡载流子和多数载流子复合时，多余的能量便以光的形式释放，故此发光方式也称注入发光。然而，并非所有能量都用来发光，某些电子会被俘获至非发光中心，再与空穴复合，这时能量只能以热能散发，称此过程为无辐射过程。若想提高发光效率，就必须减弱无辐射过程。
LED发光波长由发光区域半导体材料的禁带宽度决定，故单一发光芯片只能发出单色光。而白光为复合光，无法由单一LED发光芯片发出。当前，人们利用半导体芯片和荧光粉的共同作用来实现白光LED，主要有以下四种方式[8]：
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