Журнал «Вокруг Света» №10 за 2010 год - страница 42

Внутренний квантовый выход современных полупроводниковых светящихся кристаллов близок к 100%. То есть каждая пара «электрон — дырка» дает фотон. Если бы все эти фотоны, рожденные в глубине светодиода, выходили наружу, такой источник практически не нагревался бы и всю подведенную энергию превращал в свет. Но, конечно, часть фотонов поглощается внутри кристалла, не успевая дойти до его поверхности. Снижение таких потерь — одно из основных направлений совершенствования светодиодов. Для этого осваивают новые материалы,  используют так называемые гетероструктуры, состоящие из множества тончайших слоев различных полупроводников, чередующихся в определенной последовательности. В результате КПД светодиодов, который у первых промышленных устройств был меньше 1%, удалось поднять выше 50%, а световая отдача выросла с 1 до 150 люмен на ватт, что вдвое больше, чем у энергосберегающих люминесцентных ламп. Теоретический максимум светоотдачи для совершенно идеального источника белого света около 250 лм/Вт, так что до предела осталось не так уж и далеко. Как говорят специалисты, этот уровень светоотдачи будет достигнут уже в ближайшем десятилетии.

Другое не менее важное направление развития — получение максимального количества света с минимальной активной площади кристалла. И здесь многое зависит уже не только от базовых свойств полупроводникового материала, но и той степени дефектности кристаллической структуры, которая возникает в процессе выращивания рабочих гетероструктур. Чем меньше рабочий объем светодиода, тем больше их можно изготовить за один цикл технологического процесса и тем дешевле будет светодиодная лампочка. Но с уменьшением размеров становится труднее отводить от светодиода тепло, поэтому увеличение поверхностной яркости напрямую связано с повышением КПД.

Восход с доставкой на дом

Пока у белых светодиодов есть один большой недостаток — высокая цена. Правда, если поделить ее на гарантированный срок службы, учесть экономию электричества и минимизацию работ по обслуживанию, то получается не так уж и дорого. Но все же срок окупаемости составляет два-три года, так что вложения в светодиоды приходится пока рассматривать как долгосрочные инвестиции. Обнадеживает то, что в светодиодной технологии действует так называемый закон Хайтца (аналогичный закону Мура в микроэлектронике), согласно которому цена за один люмен света падает в 10 раз за 10 лет, а мощность, излучаемая отдельным чипом, за это же время возрастает в 20 раз. Если дело пойдет так и дальше, то лет через десять светодиоды станут дешевле ламп накаливания, ну а пока они просто экономичнее, ярче и удобнее в эксплуатации.

Интересные инсталляции можно устроить прямо у себя дома, просто вкрутив в люстру светодиодные лампы, цвет и яркость которых регулируются обычным инфракрасным пультом дистанционного управления. Оснащенный такими светильниками умный дом сможет будить своего хозяина щебетом птиц и радостными лучами восходящего солнца даже в самую хмурую осеннюю погоду. Ну а если вдруг захочется пережить ощущение бури, ничто не помешает вполне натуральной имитации предгрозового сумрака, ярких вспышек молний и мощных раскатов грома. Светодиодам, как и акустическим системам, все это вполне по силам, и только капель дождя с порывами ветра будет не хватать для полного ощущения надвигающейся стихии.

Владимир Решетов

![CDATA[ ]] ![CDATA[ ]]

(прослушано 115 раз)

Хотите журнал целиком?

Скачайте аудио-«ВС» здесь!

Правительства пытаются приговорить лампы накаливания к смерти в пользу энергосберегающих. А вскоре придется запрещать их в пользу идущим на смену лампам новых поколений

О необходимости запрета лампочек накаливания заговорили в середине 1990-х, когда дебаты о глобальном потеплении набирали силу, а позиции «зеленых» на Западе были сильны как никогда.

Политики по обе стороны Атлантики оказались в сложном положении: с одной стороны, избиратели требовали мер по борьбе с глобальным потеплением и снижением энергопотребления, а с другой — вовсе не были готовы на снижение экономического роста, рост цен и возможную потерю рабочих мест. Правительства США, Австралии и некоторых других стран встали в жесткую оппозицию к принципам Киотского соглашения, утверждая, что Запад не может и не должен в одностороннем порядке снижать выбросы парниковых газов, отдавая мировой рынок на откуп мало заботящимся об экологии Китаю, Индии и другим развивающимся странам.