LED 晶片效率為什麼有上限？內部量子效率與外部量子效率解析

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「效率 90%」若沒說明定義，很容易誤解。LED 可用光子數、光功率或人眼加權後的流明衡量，不同指標描述不同環節，不能把量子效率直接當成整盞燈的節電比例。

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主題	重點說明
IQE 與 EQE 的分界	內部量子效率 IQE 關心注入或參與復合的載子中，有多少透過輻射途徑產生光子；文獻對注入效率是否另列可能不同，閱讀時應核對。外部量子效率 EQE 則以離開元件的光子數，相對流過元件的電子數評估。
光已經產生，為何還出不來	半導體折射率高，光在界面可能全反射；電極、基板與其他材料也可能吸收光。晶片表面紋理、封裝透鏡與反射結構的目的之一，就是增加光離開元件的機會。
量子效率不等於電光轉換效率	電光轉換效率 WPE＝出射光功率／輸入電功率。對近似單色光，可用 WPE≈EQE×(光子能量／每電子輸入電能) 理解；端電壓與電阻損失因此也重要。
採購時如何避免被單一數字誤導	要求供應商註明效率種類、量測電流、溫度與是否包含驅動器。比較整燈時使用相同色溫、演色要求與工作條件；比較晶片研究時則看 EQE、WPE 與電流密度曲線，不能直接跨層級排名。

內部量子效率 IQE 關心注入或參與復合的載子中，有多少透過輻射途徑產生光子；文獻對注入效率是否另列可能不同，閱讀時應核對。外部量子效率 EQE 則以離開元件的光子數，相對流過元件的電子數評估。諾貝爾物理獎：LED 科學說明

若把注入效率另列，一個常用分解是 EQE＝注入效率×輻射復合效率×取光效率。這是理解損失位置的模型，不表示各因素在所有操作條件下彼此獨立。

半導體折射率高，光在界面可能全反射；電極、基板與其他材料也可能吸收光。晶片表面紋理、封裝透鏡與反射結構的目的之一，就是增加光離開元件的機會。這些改善與提升主動區內的輻射復合，是不同工作。

假設每 100 個注入電子在內部產生 90 個光子，而其中 80% 成功出射，則外部約有 72 個光子，EQE 約 72%。這是簡化示例，不代表任何型號規格。

電光轉換效率 WPE＝出射光功率／輸入電功率。對近似單色光，可用 WPE≈EQE×(光子能量／每電子輸入電能) 理解；端電壓與電阻損失因此也重要。白光螢光轉換又增加光譜與轉換損失，不能只看晶片 EQE。

燈具常見 lm/W 則再加入人眼明視覺的光譜加權，以及驅動器與光學系統損失。同樣光功率，不同波長不一定得到相同流明。

要求供應商註明效率種類、量測電流、溫度與是否包含驅動器。比較整燈時使用相同色溫、演色要求與工作條件；比較晶片研究時則看 EQE、WPE 與電流密度曲線，不能直接跨層級排名。

不代表。仍可能有取光、電阻、驅動與螢光轉換損失。必須看完整能量收支，才知道有多少輸入能量最後成為出射光。