Синий светодиод наполнит мир новым светом

Изобретатели синих светодиодов — альтернативных, высокоэффективных и экологически чистых источников света на основе нитрита галлия — удостоены Нобелевской премии. О том, как это было, о светодиодной технологии и фантастических перспективах, которые теперь доступны человечеству.

В этом году Нобелевская премия по физике была присуждена японцам Isamu Akasaki, Hiroshi Amano, Shuji Nakamura за достижения в разработке синих светодиодов, дающих яркий белый свет.

Первый светодиод был изобретен и создан более сорока лет. Спустя ещё двадцать лет, будущий Нобелевский лауреат Shuji Nakamura значительно продвинулся в разработках. Позже к нему присоединились Isamu Akasaki и Hiroshi Amano. Соместно они создали технологию выращивания кристаллов нитрита галлия высокого качества, что позволило повысить эффективность синих светодиодов. Триада ученых подтвердили правильность выбора нитрида галлия, оставив на задворках идею создания светодиодов на основе селенида цинка.

Результаты их работы весьма успешны. Сравните:

• Современные лампы с синими светодиодами могут светить около 100 тысяч часов.
• Лампы накаливания — около 1000 часов.
• Люминесцентные лампы — 10 тысяч часов.

К тому же, светодиодные лампы не содержат ртути в отличие от люминесцентных ламп.

Светодиодная технология

Синие светодиоды дают яркий белый свет, который образуется благодаря сочетанию красного, зеленого и синего света. Светоизлучающий диод состоит и ряда слоистых полупроводниковых материалов. В светодиоде электричество преобразуется в элементарные частицы, фотоны, что приводит к более высокой эффективности в сравнении с другими источниками света, в которых электричество преобразуется, в значительной степени, в тепло, а в оставшейся — в свет.

В лампах накаливания, а также в галогеновых лампах, электрический ток используется для нагрева проволочной нити, благодаря чему появляется свет. Таким образом, новые светодиоды требуют меньше энергии для того, чтобы генерировать свет.

Светодиоды постоянно совершенствуются, излучая всё больший и больший световой поток (измеряется в люменах) на единицу входящей электрической мощности (Вт).

На сегодняшний день максимальная отметка эффективности светодиодов установилась на уровне 300 люмен / Ватт. Такой показатель равен эффективности 16 стандартных и 70 люминесцентных ламп.

При этом на светодиодное освещение пока что приходится лишь 25% мирового потребления электроэнергии для целей освещения. Остальные 75% тратятся на освещение с помощью ламп накаливания и люминесцентных ламп.



Возможности и перспективы

Светодиодная технология позволяет получить свет миллионов разных цветов и оттенков с разной интенсивностью освещения, которой можно варьировать по мере необходимости. Красочные световые панели могут быть любого размера — до нескольких сотен квадратных метров, с любой степенью мерцания, разными цветами, составляющими разнообразные узоры.

Всем этим можно управлять с помощью компьютера, контролируя цвет света. Современные светодиодные лампы дают возможность воспроизводить переменный естественный свет, следуя биологическим часам человека. Выращивание растений в парниках, используя светодиодное освещение, — это уже реальность. Светодиодная лампа открывает значительные реальные перспективы повышения качества жизни 1,5 миллиарда людей, которые в настоящее время не имеют доступ к электрическим сетям.

Светодиодные лампы соответствуют требованиям минимального энергопотребления, что на практике означает возможность питания лампы от дешевой местной солнечной энергии. Ещё одна удивительная возможность — стерилизация загрязненной воды с помощью ультрафиолетовых светодиодов, которые являются последующей разработкой на основе синих светодиодов.

Источник