由 约利特·希伯特

　　发射 200 nm 至 400 nm 范围内的光的 LED 被归类为紫外 LED。在此范围内，有三个波段，波长从 300 nm 到 400 nm 的 UV-A，波长在 280 nm 到 315 nm 之间的 UV-B 和波长从 200 nm 到 280 nm 的 UV-C。UV-C LED在杀菌应用中特别受关注，因为它们被定位为取代现有的低压汞蒸气灯。因此，越来越多的LED光源和LED照明制造商正在提供UV-C LED产品。在评估基于LED的系统与使用汞蒸气灯的照明系统时，应考虑几个特征。

　　就总拥有成本而言，最重要的考虑因素之一是整体系统效率。虽然汞蒸气灯可能具有更高的灯效率，但整体系统性能也取决于其他几个因素。首先是光谱响应。UV-C 汞蒸气灯的光谱响应峰值约为 185 nm 和 254 nm。这些是无法调整的固定排放。研究(这里, 这里和 这里)表明，破坏微生物RNA和DNA的最佳波段约为265nm(图1).

　　图1 中低压汞蒸气灯的光谱响应与大肠杆菌杀菌效果相比。来源：维基百科

　　UV-C LED目前有几种不同的波长，包括265 nm，从而优化了照明系统的效率(图2).

　　图2 UV-C LED(265 nm)光谱响应与大肠杆菌杀菌效果的比较。来源：维基百科

　　第二个因素，即墙插效率，定义为输出辐射功率与输入电功率的比值。目前， 汞蒸气灯的壁插效率 超过基于 UV-C LED 的系统。然而，这一优势可能会被汞蒸气的典型寿命明显降低所抵消。LED灯具寿命的一个普遍接受的指标是L70(发光下降到其初始值的70%的时间)。同样，UV-C 产品的特点是 R70 指标。典型汞蒸气灯的R70范围在2，000至8，000小时之间，而设计合理的基于LED的产品可以实现10，000小时的R70。

　　总体拥有成本方面的最后一个考虑因素是预热时间。汞蒸气灯的预热时间可以从 1 到 5 分钟不等，从而激励灯始终通电。相比之下，UV-C LED与所有其他LED一样，可以无限期地循环使用，具有瞬时开和关时间，这意味着它们只需要在情况需要时才部署。

　　其他不直接涉及拥有成本的因素包括环境因素(汞与无汞)、物理尺寸(基于LED的产品可以足够小，可以适合汞蒸气灯无法容纳的空间)，以及与安全相关的考虑因素和所需的输入功率(汞蒸气的高压与LED的低电压)。

　　此外，在比较一种UV-C LED照明系统与另一种照明系统时，需要考虑一些因素。如上所述，UV-C LED可以设计为几乎任何波长的发射。一 品 在 2020 年发表的《新英格兰医学杂志》中提供了紫外线波长的杀病毒效率曲线。不出所料，杀病毒效率随着从最佳波长 265 nm 的正或负增量的增加而降低。将此系数应用于给定产品的R70可以更好地了解该产品在其预期使用寿命内的有效性。

　　产品的R70与LED芯片制造中使用的外延材料直接相关。UV LED使用由氮化镓、氮化铝镓或氮化铝组成的外延材料生产。较高的铝含量意味着较短的波长和更短的使用寿命。因此，即使不含铝的LED在杀病毒效率方面不太理想，但由于R70更高，它们可以长期提供更好的整体性能。

　　说到R70，R70规范由单个数字组成的情况并不少见，例如“R70 = 10，000小时”。该规格存在缺陷，因为它同时缺少基准温度和输入电流。UV-C LED的长期性能， 与所有其他LED一样， 与LED芯片的结温成反比， 即结温越高， LED降解得越快.结温取决于环境温度和输入电流。完整的R70规格将包括这两个参数，例如，R70 = 10，000小时，在25°C和100 mA下。

　　评估基于UV-C LED的产品的最后一个考虑因素是这些产品所代表的范式转变。用于普通照明的 LED 灯具因其无穷无尽的外形尺寸、波长和颜色调整能力以及与其他建筑系统轻松集成的能力而改变了我们对光源外观和功能的集体理解。由于人们对实施杀菌系统的兴趣日益浓厚，UV-C LED产品领域也有望发生类似的转变。我们可能很快就会在设施和其他环境中看到各种新应用的产品，这得益于UV-C LED的性能和灵活性的提高。

　　—约利特·希伯特 在LED照明领域工作超过10年，在行业的制造和最终用户方面都有经验。