Источник:
Исследователи из Университета штата Пенсильвания описали способ повышения эффективности светодиодных ламп на 40%. Для этого они изучили световоспроизводящие механизмы светлячков.
Проблема
По словам авторов работы, опубликованной в научном журнале ScienceDirect, эффективность современных ламп на светодиодных элементах составляет около 50% (у ламп с нитью разжаривание этот показатель существенно ниже, рекордное значение КПД — 15%). Неиспользованная электроэнергия пропадает или выделяется с теплом.
Решение
При исследовании светлячков удалось выяснить, что они эволюционным путем смогли достичь очень высокого КПД. Все дело в микроскопических плоскостях, покрывающих их «фонари», согласно ученым они «позволяют свету легче выходить наружу и меньше отбиваться по пути».
Различие со светодиодами — в их ассиметричной форме вместо правильных «пирамидок», скошеных в одну сторону. Воссоздав эту форму удалось повысить эффективность отдачи света до 90%. Объяснение 40-% прироста в большей площади поверхности асиметричных пирамид, и увеличившемся шансе каждого фотона вылететь за пределы светодиода.
Перспективы
По словам ученых, технология не удорожит производство ламп, и прироста производительности легко достичь даже в промышленных масштабах. Для этого необходимо лишь изменить несколько параметров производства диодов. Ученые запатентовали технологию, и готовы начать переговоры с производителями лампочек и осветительных приборов после официального завершения процедуры регистрации в патентном бюро.
Такое увеличение КПД в перспективе может привести к нескольким последствиям для ламп: они станут меньше, вероятно дешевле, ведь для прежней мощности можно будет использовать меньшее число элементов.