光能的產(chǎn)生一般都會伴隨熱量產(chǎn)生，燈泡在發(fā)光的過程中都會產(chǎn)生熱量，LED燈泡在發(fā)光的過程，就是個電能轉(zhuǎn)換成光能，在這個轉(zhuǎn)換過程中，不可能所有的電能都轉(zhuǎn)換成光能，根據(jù)能量守恒定律，剩余的一部分電能就會轉(zhuǎn)換成熱能。熱量產(chǎn)生到底有多少？決定于半導(dǎo)體發(fā)光二極管的發(fā)光效率。如果發(fā)光二級管的發(fā)光效率能到到40%或者50%，那么剩下的60%或50%的電能就會以其他形式轉(zhuǎn)換成熱能。在P-N結(jié)構(gòu)的工作下，將電能經(jīng)過各種介質(zhì)轉(zhuǎn)換成我們?nèi)庋劭梢砸姷墓饽?。因此發(fā)光二極管的發(fā)光效率，要考慮到LED電路中電流的輸入率、LED芯片發(fā)光效率、芯片外部的光傳遞率等因素。
而隨著LED燈泡的使用，LED芯片的穩(wěn)定會升高，溫度升高會進一步降低發(fā)光效率，導(dǎo)致更多的熱量產(chǎn)生，以至于產(chǎn)品一個惡性循環(huán)，產(chǎn)生更多的問題。但是LED燈泡到底能產(chǎn)生多少熱量呢？
LED在發(fā)光的過程中，有物理學(xué)知識解釋，LED的P-N結(jié)構(gòu)中，在電場的作用下，很多游離的電子獲得了電能，從N區(qū)躍遷到P區(qū)，并且在P區(qū)發(fā)生復(fù)合，復(fù)合時游離的電子釋放多余的能量，這些能量以光子的形式釋放，這中間的能量差，就會轉(zhuǎn)換成熱能。
而在電子由一個N區(qū)進入到另一個P區(qū)，中間的過程中會遇到電阻，也會做功，消耗一部分電能，消耗的這部分電能最終會轉(zhuǎn)換成光能。在物理學(xué)的解釋下，普通的二極體，在發(fā)生電子空穴對的復(fù)合是由于能級差Eg的因素，釋放的光子光譜不在可見光范圍內(nèi)。
所消耗一部分的電能符合電子學(xué)的基本定律：
功率：P=I2R=I2（RN++RP）+IVTH
式中：RN是N區(qū)體電阻，RP是P區(qū)體電阻。
消耗的功率產(chǎn)生的熱量為：
Q=Pt
式中：t為二極體通電的時間。
本質(zhì)上，LED依然是一個半導(dǎo)體二極體。因此，LED在正向工作時，它的工作過程符合上面的描述。它所它所消耗的電功率為：
PLED=ULED&TImes;ILED
上式中：ULED是LED光源兩端的正向電壓
ILED是流過LED的電流。
這些消耗的電功率轉(zhuǎn)化為熱量放出：
Q=PLED&TImes;t
式中：t為通電時間
但是實際上，電子從N區(qū)躍遷到P區(qū)，并在P區(qū)復(fù)合時，并不是將外部的電能直接轉(zhuǎn)換的，而是本來N區(qū)的電子能量就比P區(qū)高，只是在外電廠的作用下，推動N區(qū)的電子向P區(qū)定向移動，而電子在N區(qū)和P區(qū)本身的能量差，并不是外電廠提供的，這個能量差取決于LED的材料本身。所以在一定程度上，LED熱能的產(chǎn)生，其根本原因就是LED發(fā)光效率不高，使得電能沒有辦法高效的轉(zhuǎn)換成光能，才會導(dǎo)致多余的能量以熱能的形式釋放。所以現(xiàn)階段，我們要從根本上提高LED的發(fā)光效率，例如，通過提高LED芯片的封裝技術(shù)、LED電阻的合理使用、LED驅(qū)動的高效使用等，來減少熱量的產(chǎn)生。
