功率因子簡(jiǎn)介

功率因數(shù)的數(shù)值介于0與1之間，它是有功功率(單位W)與視在功率（單位VA）的比值，比值越高則電器本身的效能越好，反之比數(shù)越低，則表示電器無(wú)功功率越大，相同功率時(shí)，電流越大，輸電線上消耗能源越大，也就越耗電。2100433B

提升熱電材料ZT值的方法一般有兩種，一為提高其功率因子(S2σ)，或降低其熱傳導(dǎo)系數(shù)(κ)。影響功率因子的物理機(jī)制包括散射參數(shù)、能態(tài)密度、載流子遷移率及費(fèi)米能級(jí)等四項(xiàng)。前三項(xiàng)一般被認(rèn)為是材料的本質(zhì)性質(zhì)，只能依靠更好更純的樣品來(lái)改進(jìn)，而實(shí)驗(yàn)上能控制功率因子的物理量為通過(guò)改變摻雜濃度來(lái)調(diào)整費(fèi)米能級(jí)以達(dá)到最大的S2σ值。固體材料熱傳導(dǎo)系數(shù)(κ)包括了晶格熱傳導(dǎo)系數(shù)(κL)及電子熱傳導(dǎo)系數(shù)(κe)，即κ=κL κe。熱電材料之熱傳導(dǎo)大部份是通過(guò)晶格來(lái)傳導(dǎo)。晶格熱傳導(dǎo)系數(shù)(κL)正比于樣品定容比熱(CV)、聲速及平均自由程度等三個(gè)物理量。同樣，前二個(gè)物理量是材料的本質(zhì)，無(wú)法改變。而平均自由程則隨材料中雜質(zhì)或晶界的多寡而改變，納米結(jié)構(gòu)的塊材之特征在于具有納米層級(jí)或具有部份納米層級(jí)的微結(jié)構(gòu)，當(dāng)晶粒大小減小到納米尺寸時(shí)就會(huì)產(chǎn)生新的界面，此界面上的局部原子排列為短程有序，有異于一般均質(zhì)晶體的長(zhǎng)程有序狀態(tài)或是玻璃物質(zhì)的無(wú)序狀態(tài)，因此材料的性質(zhì)不再僅僅由晶格上原子間的作用來(lái)決定，而必須考慮界面的貢獻(xiàn)。

Whall和Parker首先提出二維多層膜結(jié)構(gòu)。因量子井效應(yīng)對(duì)熱電材料傳輸性質(zhì)的影響，多屬于半導(dǎo)體的熱電材料，若經(jīng)MBE（分子束外延）或CVD（化學(xué)氣相沉積）長(zhǎng)成多層膜(或稱超晶格)的結(jié)構(gòu)后，其能帶結(jié)構(gòu)會(huì)因量子效應(yīng)而使材料能隙加大，再加上膜與膜的界面亦會(huì)影響到樣品的熱傳導(dǎo)系數(shù)，故將熱電材料薄膜化后可預(yù)期會(huì)大幅改變其ZT值。例如,Koga研究團(tuán)隊(duì)理論預(yù)測(cè)在室溫下Si(1.5nm)/Ge(2.0nm)的超晶格結(jié)構(gòu)(于Si0.5Ge0.5基座)，其ZT值要比Si塊材大70倍。

除了二維的多層膜/超晶格結(jié)構(gòu)外,一維的量子線結(jié)構(gòu)也開始慢慢受到注意，研究者欲通過(guò)一維量子線更強(qiáng)的量子局限化效應(yīng)來(lái)進(jìn)一步提升熱電材料之ZT值。例如，將熔融的熱電材料Bi、Sb及Bi2Te3經(jīng)高壓注入多孔隙材料如陽(yáng)極氧化鋁或云母，可形成直徑約8nm，長(zhǎng)度約10m的納米線。目這些納米量子線陣列的量測(cè)都還在起步的階段。上述的二維或一維納米結(jié)構(gòu)都因有基座或多孔隙材料的存在而使熱電材料熱傳導(dǎo)系數(shù)的測(cè)量或?qū)嶋H應(yīng)用產(chǎn)生相當(dāng)?shù)睦щy。

綜上所述，用熱電材料制成納米線，薄膜與超晶格，確能提升熱電勢(shì)S與熱電效率，使得ZT值難以提升這一困境的突破綻露了一線曙光,亦再次帶動(dòng)了全球研究熱電材料的熱潮，而且由理論或?qū)嶒?yàn)方面均已證實(shí),具有納米結(jié)構(gòu)的熱電材料要比塊材有更好的熱電性質(zhì)。因此，近全世界正投入大量人力、物力于熱電材料的研發(fā)上,希望能制造出高ZT值的熱電材料。

大功率LED燈具優(yōu)劣選購(gòu)技巧，大功率LED市場(chǎng)價(jià)格廝殺的惡性競(jìng)爭(zhēng)，大批不合格產(chǎn)品的的上市已經(jīng)違背了大功率LED節(jié)能、長(zhǎng)壽命、環(huán)保等真正的價(jià)值，如何區(qū)分大功率LED 燈具的優(yōu)劣，應(yīng)從以下幾方面著手：

1看整體“燈具的功率因子”：功率因子低，說(shuō)明使用的驅(qū)動(dòng)電源、電路設(shè)計(jì)不好，會(huì)大大降低燈具的使用壽命，功率因子低，使用再好燈珠的燈具壽命也不會(huì)長(zhǎng)。

2看“燈具散熱條件－材料、結(jié)構(gòu)”：大功率燈具散熱也是非常重要的，同樣功率因子的燈具和同品質(zhì)的燈珠，如果散熱條件不好，燈珠在高溫下工作，光衰會(huì)很大，燈具壽命會(huì)減少。

3看“燈珠品質(zhì)”：燈珠品質(zhì)決定于芯片品質(zhì)和封裝技術(shù)。

4看燈具使用的驅(qū)動(dòng)電源，電源的使用壽命相對(duì)燈具的其他部分來(lái)說(shuō)，壽命要短很多，電源的壽命影響燈具的整體壽命，燈珠的理論壽命在5-10萬(wàn)小時(shí)，而電源的壽命在0.2-3萬(wàn)小時(shí)，電源的設(shè)計(jì)與材料選擇會(huì)決定電源的使用壽命。

5看光效：同樣的燈珠功率，光效越高，亮度越高，同樣的照明亮度，耗電越小，越節(jié)能。

6看電源效率，電源效率越高越好，越高，說(shuō)明電源本身的功耗越小，輸出的功率越大。

7是看是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)？我國(guó)大功率LED燈具安全標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出臺(tái)，請(qǐng)按國(guó)家規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)選擇大功率LED燈具。

8是看做工是否精細(xì)。

一個(gè)品質(zhì)好的大功率LED燈具，除上面提到的幾個(gè)主要方面外，還要根據(jù)不同的使用環(huán)境，有不同的技術(shù)要求，如防潮、防塵、防磁、防雷擊等。