探索提高LED發(fā)光率的新方案

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國麻省理工學(xué)院的研究人員通過一種插座轉(zhuǎn)換設(shè)備使發(fā)光二極管（LED）能夠比其消耗的電功率釋放出更多光功率，電源轉(zhuǎn)換效率可達到100%以上。相關(guān)研究發(fā)表于最新一期的《物理評論通訊》上。

LED發(fā)光原理是將電能轉(zhuǎn)換為光。目前，設(shè)計出既明亮又高效的LED燈的最大障礙之一，是增加LED燈的輸出功率反而導(dǎo)致其效率下降。而麻省理工學(xué)院的研究人員解釋說，他們的研究成果大大降低了外施的電壓。根據(jù)計算，當電壓減少到一半，輸入功率降低了4倍，而發(fā)出的光功率與電壓保持一致，也達到一半。換言之，當輸出功率下降時LED發(fā)光率卻在增加。

在實驗中，研究人員減少了LED的輸入功率，僅30皮瓦，而測量到輸出達69皮瓦的光量，效率高達230%。將相同的物理機制作用于任何LED，在外施電壓作用下，電子和空穴有一定的概率產(chǎn)生光子。研究人員并沒有像其他的研究一樣試圖增加這種概率，而是利用發(fā)生于設(shè)備里原子晶格的振動所散發(fā)的少量余熱產(chǎn)生更多電力。

這種利用余熱發(fā)光的過程可使LED稍微冷卻，其操作類似一個熱電冷卻器。雖然在室溫條件下，冷卻不足以提供實用性的溫度，但它有可能被用于設(shè)計不產(chǎn)生熱量的燈。當作為熱泵時，該設(shè)備可有助于固態(tài)冷卻應(yīng)用程序，甚至是發(fā)電機設(shè)備。

理論上，這個低壓策略能夠在低電壓下產(chǎn)生任意高效的光子，研究人員希望該技術(shù)能提供一種新的測試節(jié)能極限電磁波通訊的方法。雖然在科學(xué)上這個方法很有趣，但其還不會立即促使超效率的LED商業(yè)化，因為示范項目僅能用很低的輸入功率產(chǎn)生少量的光。