探索提高LED發光率的新方案

據物理學家組織網近日報道，美國麻省理工學院的研究人員通過一種插座轉換設備使發光二極管（LED）能夠比其消耗的電功率釋放出更多光功率，電源轉換效率可達到100%以上。相關研究發表于最新一期的《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致其效率下降。而麻省理工學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。根據計算，當電壓減少到一半，輸入功率降低了4倍，而發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，而是利用發生于設備里原子晶格的振動所散發的少量余熱產生更多電力。

這種利用余熱發光的過程可使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計不產生熱量的燈。當作為熱泵時，該設備可有助于固態冷卻應用程序，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，研究人員希望該技術能提供一種新的測試節能極限電磁波通訊的方法。雖然在科學上這個方法很有趣，但其還不會立即促使超效率的LED商業化，因為示范項目僅能用很低的輸入功率產生少量的光。