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科学家模仿萤火虫的“不平衡金字塔”,成功增加了LED的光提取效率!

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2019.03.04
信息摘要:
尽管led比白炽灯泡节能得多,但据报道,大多数商用led在发光方面的效率仅为50%左右
 

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尽管led比白炽灯泡节能得多,但据报道,大多数商用led在发光方面的效率仅为50%左右。这就是它们的光提取效率,研究人员通过复制萤火虫大大提高了这种效率。
许多现有的led在其表面蚀刻有金字塔状的微结构阵列,这有助于产生的光从该表面发射出来,而不是被反射回来。萤火虫腹部的“灯笼”上也有这样的结构,起到同样的作用。
然而最近,宾夕法尼亚州立大学博士生陈长江发现,与led上的微结构不同,昆虫身上的微结构是不对称的。他后来发现,在某种蟑螂身上的发光斑点也是如此。
考虑到这一点,陈和他的同事们利用纳米级3D打印技术在传统led的表面创建了一组微观倾斜的金字塔。经过测试,这些led被发现有高达90%的光提取效率。
根据研究人员的说法,这种增长有几个原因。首先,不对称的金字塔比对称的金字塔有更多的表面积,允许光与表面有更大的相互作用。
其次,当一些光被金字塔的两个不同角度的斜坡反射回来时,这些反射具有更随机的性质——这使得光线更多地反射到周围,给了它另一个逃离LED的机会。
科学家们现在正考虑与制造商合作,将这种微结构应用程序商业化,他们说,这种应用程序可以很容易地添加到现有的LED生产设施中。

这项研究由尹世卓指导,最近发表在《Optik》杂志上。 

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