據物理學家組織網近日報道,美國麻省理(lǐ)工(gōng)學院的(de)研究人員通過一種插座轉換設備使發(fā)光二極管(LED)能夠比其消耗(hào)的電功率釋放出更多光功率,電源轉換效率可達(dá)到100%以上。相關研究發表於最新一期的《物理評論通訊》上。
LED發光原理是將電能轉換為光。目前,設計出(chū)既明亮又高效的LED燈的最大障礙之一,是增加(jiā)LED燈的輸出功率反而導致其效率下降。而麻省理工學院的研究人員解釋說,他(tā)們的研究成(chéng)果大大(dà)降低了外施(shī)的電壓。根(gēn)據計算,當電壓減少到一半,輸入功率降低了(le)4倍,而發出的光(guāng)功率與電壓保持一致,也(yě)達到一半。換言之,當輸出功率下降時LED發光率卻在增加。
在實驗中,研究人員減(jiǎn)少了LED的輸入功率,僅30皮瓦,而測量(liàng)到輸出(chū)達(dá)69皮瓦的光量,效率高達230%。將相同的物理機製作用於(yú)任何LED,在外施電壓作用下,電子和(hé)空穴有一定的概率產生光子。研究人員並沒有像其他的研(yán)究(jiū)一樣試圖增加這種概率,而是利用發生於設備裏原子晶格的振動所散發的少量(liàng)餘熱產(chǎn)生更(gèng)多電力。
這(zhè)種利用餘熱發光的(de)過程可使LED稍微冷卻,其操作類似一(yī)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(yòng)於(yú)設計不產生熱量的燈。當(dāng)作為熱泵時,該設備可有助於固態冷卻(què)應用程序,甚至是發電機設備。
理論上,這個低壓策略能夠在低電壓下產生任意高效的光子,研究人員希望該技(jì)術能提供一種新的測試節能極限電磁波通訊的(de)方法。雖然在科學上這個方法很(hěn)有趣(qù),但其還不(bú)會立即促使超效率的LED商業(yè)化,因為示範項目僅能用很低的輸入功率產生少量的光。
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