麻省理工将LED发光效率提高至100%以上

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美国麻省理工学院的研究人员通过一种插座转换设备使发光二极管(LED)能够比其消耗的电功率释放出更多光功率,电源转换效率可达到100%以上。

  LED发光原理是将电能转换为光。目前,设计出既明亮又高效的LED灯的最大障碍之一,是增加LED灯的输出功率反而导致其效率下降。而麻省理工学院的研究人员解释说,他们的研究成果大大降低了外施的电压。根据计算,当电压减少到一半,输入功率降低了4倍,而发出的光功率与电压保持一致,也达到一半。换言之,当输出功率下降时LED发光率却在增加。

  在实验中,研究人员减少了LED的输入功率,仅30皮瓦,而测量到输出达69皮瓦的光量,效率高达230%。将相同的物理机制作用于任何LED,在外施电压作用下,电子和空穴有一定的概率产生光子。研究人员并没有像其他的研究一样试图增加这种概率,而是利用发生于设备里原子晶格的振动所散发的少量余热产生更多电力。

  这种利用余热发光的过程可使LED稍微冷却,其操作类似一个热电冷却器。虽然在室温条件下,冷却不足以提供实用性的温度,但它有可能被用于设计不产生热量的灯。当作为热泵时,该设备可有助于固态冷却应用程序,甚至是发电机设备。

  理论上,这个低压策略能够在低电压下产生任意高效的光子,研究人员希望该技术能提供一种新的测试节能极限电磁波通讯的方法。虽然在科学上这个方法很有趣,但其还不会立即促使超效率的LED商业化,因为示范项目仅能用很低的输入功率产生少量的光。

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