Otvaranje puta učinkovitoj rasvjeti doma
Porivu da u svoje domove dovedemo ekološki prihvatljivu LED rasvjetu na put je stao neugodan problem poznat kao "droop", odnosno pad učinkovitosti kada žarulje rade na velikoj snazi potrebnoj za unutarnju rasvjetu. "Pad učinkovitosti je jedna od glavnih prepreka za postizanje isplativih i visoko učinkovitih LED žarulja", kaže Seong-Ju Park iz Instituta za znanost i tehnologiju Gwangju (GIST) u Južnoj Koreji.
Uzrok tom padu kod LED žarulja nije jasan, ali njegove posljedice su značajne: dok neki prototipovi mogu emitirati oko 250 lumena po vatu, njihova izlazna snaga padne na ispod 100 lumena po vatu na velikim snagama. Sada su se Park i njegovi kolege u CIST-u udružili sa Samsung LED-om kako bi popravili te loše performanse.
U standardnoj LED žarulji ima više elektrona na jednoj strani i manje njih - odnosno više elektronskih "rupa" - na drugoj strani. U strujnom krugu oni se kombiniraju i oslobađaju energiju kao svjetlost. Elektroni i šupljine susreću se u malim klopkama koje zovemo kvantne jame. U komercijalnim bijelim LED žaruljama te kvantne jame sastoje se od galij-nitrida (GaN) okruženog barijerama od indij-galij-nitrida (InGaN).
Pad učinkovitosti kod LED žarulja nastaje zbog omjera rekombinacija koje proizvode svjetlosne maksimume pri niskoj snazi. Parkov tim smatra da bi uzrok mogao biti to što se prema konvencionalnim tehnikama proizvodnje slojevi InGaN i GaN jednostavno stavljaju jedan do drugoga, stvarajući iznenadan kontakt koji fizički opterećuje poluvodički materijal i stvara električno polje. Tim smatra da bi to moglo smanjiti šanse da se elektroni i šupljine spoje i emitiraju svjetlost, pa su indij uveli postupno, kako bi olakšali prijelaz između prepreka i jame.
Na većim snagama LED žarulja ovog tima pretvara 28,4 posto dolazne snage u svjetlo; žarulje standardnog dizajna pretvaraju samo 23,9 posto. Slična povećanja učinkovitosti pri visokim snagama poznata su i od ranije, ali pristup korejskog tima rezultirao je visokom učinkovitošću pri manjim strujama koja se dulje održava dok se snaga povećava. "Ovaj rad se čini kao zanimljiv doprinos dalekosežnoj raspravi o problemu pada učinkovitosti," komentira Rachel Oliver sa Sveučilišta u Cambridgeu. Ipak, upozorava ona, nije vjerojatno da za pad učinkovitosti kod LED žarulja postoji jedno jednostavno rješenje. » Potraži više...