Американські дослідники розробили концепцію надефективних світлодіодів

Вперше вдалося показати, що світлодіоди можуть випромінювати більше світла, ніж отримувати електроенергії. Про оригінальне дослідження повідомила недавно група науковців США на чолі з Раджівом Рамою (Rajeev Ram).

Відразу обмовимося, що, незважаючи на певну інтригу, відкриття це не призведе до негайної появи надефективних світлодіодних світильників. Воно стосується лише світлодіодів, що випромінюють вкрай мало світла і, в той же час споживають також надзвичайно мало енергії.

Справді, ключовим моментом, необхідним для досягнення ефективності перетворення енергії електрики в енергію випромінювання, виявилося якомога сильніше зниження прикладеної напруги. Розрахунки авторів показали, що в цих випадках зниження напруги вдвічі призводить до чотириразового падіння надходження енергії, в той час як енергія випромінювання світлодіода зменшується прямо пропорційно напрузі (тобто, в даному випадку також лише наполовину). Інакше кажучи, у міру зниження вхідного потоку енергії ефективність роботи світлодіода зростає. Цей же ефект є найважливішою проблемою на шляху створення повноцінних надяскравих світлодіодних ламп. До речі, тут http://ledpro.com.ua/svetodiodnaja-lenta/ можна придбати ефективні світлодіодні стрічки.

Свої припущення автори перевірили і експериментально. Досліди показали, що при зниженні потужності до 30 пВт енергетичний еквівалент створюваного випромінювання становить 69 пВт. Таким чином досягається ефективність 230%!

Нагадаємо, що в основі роботи світлодіодів лежить те, що при наданні напруги до p-n-переходу на стику двох напівпровідників носії заряду в ньому (електрони і дірки) рекомбінуються, в ході чого можуть утворюватися і випромінюватися фотони. В даному випадку, коли вченим вдалося досягти «неймовірної» ефективності перетворення енергії електрики в енергію випромінювання, за додатковий ефект відповідальне зайве тепло, яке виникає в p-n-переході через хаотичні процеси, що протікають на мікрорівні - коливання частинок кристалічної решітки. Воно і привнесло додаткову енергію в систему.

До речі, використання цього тепла для генерації фотонів приводить до деякого охолодження системи - так що підхід відкриває шлях до створення якщо не надефективних світильників, то, можливо, до ламп з ще меншим розігріванням.