По сравнению со старыми лампами накаливания, светодиодные лампы уже являются очень эффективными. Но, согласно новому исследованию, тонкий слой наночастиц может сделать диоды еще ярче, долговечнее и экономнее.
Проблема с отражением
Типичный светодиод состоит из диодного микроэлемента, окруженного прозрачным защитным куполообразным кожухом/линзой. И хотя большая часть света, производимого чипом, проходит сквозь этот корпус, часть все равно отражается и направляется внутрь.
Такой отраженный свет расходуется впустую, поскольку уже не покидает пределов корпуса диода. Кроме того, он повышает температуру внутри диода. Это приводит к более быстрому разрушению элемента. В результате светодиод служит меньше, чем мог бы проработать, если бы весь излучаемый свет покидал его корпус.
Над этой проблемой давно бьются разработчики диодов. Но теперь она решена.
Добавим наночастиц
Ученые Имперского колледжа Лондона и Индийского технологического института Гувахати разработали компьютерную модель диода, в котором между светящимся элементом и прозрачным корпусом помещен прозрачный слой недорогих металлических наночастиц.
Частицы действуют как решетка микролинз, изменяя угол, под которым свет встречается с внутренней поверхностью корпуса. В результате, диод покидает на 20% больше света. Соответственно, на 20% меньше света отражается обратно внутрь диода. Это означает, что при равном энергопотреблении диод становится на 20% ярче. Также он остается холодным и имеет более длительный срок службы.
В настоящее время ученые планируют произвести первую партию прототипов, чтобы проверить работоспособность модели на практике. Возможно, что, поэкспериментировав с материалом, размером и формой решетки наночастиц, ученые смогут добиться еще большей эффективности.
Статья об исследовании опубликована в журнале Light: Science & Applications.
Если хотите получать новости через мессенджер, подписывайтесь на новый Telegram-канал iGate
