Лауреаты Нобелевской премии по физике сделали доступным высокоэффективное освещение

,27 октября 2015

Голубые светодиоды помогут сэкономить больше энергии, чем любая другая технология.

Если зайти в магазин электроники и, попросив приятеля отвлечь сотрудников, разобрать один из стоящих на витрине телевизоров Sony 4K Triluminos, внутри можно обнаружить пару примечательных компонентов. Одним из таких компонентов являются квантовые точки — крошечные кристаллы диаметром в несколько миллиардных долей метра, поглощающие свет одного оттенка, а излучающие совсем другого, с очень точно заданной длиной волны. Они, к примеру, являются основной составляющей ярко-красного света, который можно увидеть на некоторых средневековых витражных окнах. И именно в них кроется причина того, что эти экраны от Sony демонстрируют самые сногсшибательные цвета, какие вообще можно найти.

Также вы там обнаружите синие светодиоды, создание которых потребовало десятилетий слаженной самоотверженной работы учёных и инженеров. Как и в случае с квантовыми точками, здесь задействованы наработки из области квантовой механики — для эффективной генерации света используются сверхтонкие структуры, которые называются квантовыми ямами. Без голубых светодиодов квантовые точки были бы бесполезны. Именно голубые светодиоды являются источником света для дисплея. Часть голубого спектра направляется на синие пиксели дисплея, а остальной свет стимулирует квантовые точки для создания зелёных и синих пикселей. Комбинации красных, зелёных и синих пикселей создают несколько миллионов цветов, которые можно увидеть на дисплее.

Недавно изобретатели голубых светодиодов — Исаму Акасаки, Хироши Амано и Сюдзи Накамура — узнали о присуждении им Нобелевской премии по физике. Дисплеи Sony Triluminos — это лишь одна из новейших технологий, основанных на их изобретении. Голубые светодиоды также используются для белой подсветки во многих традиционных LCD-дисплеях, где красные и зелёные пиксели создаются с помощью материалов, известных как люминофоры. Высокое качество отображения цветов, компактные размеры и высокая эффективность светодиодной подсветки сделали возможным создание сверхтонких ярких дисплеев, которые сейчас устанавливаются на смартфоны, планшеты и ноутбуки.

Кроме того, эта технология лежит в основе светодиодных лампочек, продающихся сейчас по цене от 5 до 10$ и излучающих сияние, ничем не отличающееся от света ламп накаливания. Такие световые приборы используют около десятой доли от энергии, потребляемой лампами накаливания, а также имеют потенциал, чтобы снизить это значение примерно до одной трети энергии, необходимой для самых высокоэффективных люминесцентных ламп.

Если светодиодное освещение завоюет популярность, то может стать одной из величайших энергосберегающих технологий в истории человечества, так как на освещение приходится 20% от всей потребляемой в Соединённых Штатах энергии. Светодиоды могут также подарить свет более чем миллиарду людей, дома которых не подключены к электросети. Так как светодиоды потребляют очень мало энергии, для них достаточно небольшой солнечной панели или аккумулятора. Это лишь один из случаев, где солнечная энергия получает явное экономическое преимущество — стоимость всей системы получается меньше, чем люди тратят на керосин для ламп.


Поделиться: