Chytré osvětlení: nová a výkonnější dioda LED

Výzkumníci v Rensselaer Polytechnic Institute předvedli nový typ světelné diody (LED) s výrazně zlepšeným světelným výkonem a efektivněji využívanou energií.
23. dubna 2009

Energetika

Chytré osvětlení: nová a výkonnější dioda LED
Nová LED využívající polarizace, vyvinutá ve spolupráci se Samsung Electro-Mechanics, vykazuje o 18 % větší světelný výkon a o 22 % vyšší efektivnost v přípojce, měřící množství proudu, jež LED přeměňuje ve světlo.

Výsledky výzkumu, dokumentující, jak lze proudnicovou polarizaci využít ke zvýšení výkonu LED diod, jsou vysvětleny ve zprávě otištěné v březnovém vydání Applied Physics Letters.

JINAK A LÉPE

Nové zařízení dosahuje pozoruhodnou redukci tzv. "zešikmení účinnosti", což je známý jev, který způsobuje, že LED je nejefektivnější tehdy, když se do ní dostává elektřina s nízkou hustotou proudu, ale potom ztrácí na efektivnosti, když je napájena proudem s vyšší hustotou. Příčina tohoto zešikmení zatím není plně vysvětlena, ale výzkumy ukazují, že částečně to souvisí s unikáním elektronů.

"Na toto zešikmení se zaměřujeme, protože dnešní vysoká jasnost LED je dosahována při běžných hustotách proudu, daleko od poloh se špičkovou účinností", řekl vedoucí projektu E. Fred Schubert, Wellfleet Senior Constellation Professor z útvaru budoucích čipů u Rensselaera a šéf Engineering Research centra pro chytré osvětlení v National Science Foundation, fungující na této universitě.

"Tato výzva je balvanem na cestě, který musíme překonat, protože je nepřijatelné, abychom redukovali hustoty proudu na hodnoty, kdy LED jsou účinnější. Avšak naše nové LED, jež mají radikálně jinak řešenou aktivní oblast, jmenovitě oblast umožňující polarizaci, tento problém řeší, a tak se LED dostává blíže ke stavu, kdy může fungovat účinně při vysokých hustotách proudu", řekl Fred Schubert.

Jeho tým se soustředil na aktivní oblast LED, kde je generováno světlo, a objevil, že tato oblast obsahovala materiály nedokonale přizpůsobené k polarizaci. Právě tento nesoulad je pravděpodobně příčinou unikání elektronů a tudíž i ztráty účinnosti, říká Schubert.

LED OSVĚTLENÍ BUDE "VÁLCOVAT" KLASICKÉ ŽÁROVKY

Výzkumníci zjistili, že nedokonalé přizpůsobení k polarizaci lze silně zredukovat tím, že se uplatní nové řešení kvantových bariér. Nahradili dosud běžnou vrstvu gallium-indium-nitridu/nitridu gallia (GaInN/GaN) v aktivní oblasti LED, a to vrstvou gallium-indium-nitridu/Gallium-Indium (GaInN/GaInN). To umožnilo, že vrstvy aktivní oblasti mají lépe přizpůsobenou polarizaci, což pak vede jak k omezení úniku elektronů, tak k zešikmení účinnosti.

Výhody, jež ukázalo testování diody LED s GaInN/GaInN, odpovídaly teoretické simulací přizpůsobení k polarizaci s omezeným únikem elektronů a zešikmením účinnosti.

Fred Schubert očekává, že nová generace osvětlovacích zařízení založená na LED a pevných osvětlovacích tělesech v příštích letech nahradí běžné žárovky, což by mělo vést k rozsáhlým ekologickým, energetickým a finančním ziskům a také k inovacím ve zdravotnictví, dopravě, v digitálních displejích a v počítačových sítích.

Projekt financovaly Samsung Electro_Mechanics, U.S. National Science Foundation, Rensselaer Smart Lighting Engineering Research Center, Sandia National Laboratoriem, Rochester Institute of Technology, Ministerstvo energetiky USA, Ministerstvo obrany USA, Magnolia Optics, Crystal IS, Troy Research Corporation a stát New York.
Zdroj:Technik
Sdílet článek na sociálních sítích

Partneři

Asekol - zpětný odběr vysloužilého elektrozařízení
Ekolamp - zpětný odběr světelných zdrojů
ELEKTROWIN - kolektivní systém svetelné zdroje, elektronická zařízení
EKO-KOM - systém sběru a recyklace obalových odpadů
INISOFT - software pro odpady a životní prostředí
Electrolux - domácí spotřebiče
E.ON Energy Globe oceňuje projekty a nápady, které pomáhají šetřit přírodu a energii
Ukliďme Česko - dobrovolnické úklidy
Kam s ním? - snadné a rychlé vyhledání míst ve vašem okolí, kde se můžete legálně zbavit nechtěných věcí a odpadů