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八卦诺贝尔奖:高效节能耐用的LED灯如何造福全球?

2014-10-10 00:34
小鱼时代
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  在诺贝尔官网上,可以看到对三位获奖人的描述——“当赤崎勇和天野浩、中村修二12月初参加诺贝尔颁奖委员会的庆典时,他们应该会注意到斯德哥尔摩街头的那些灯光,用的就是他们发明的节能LED白光路灯。红光和绿光二极管已经伴随我们半个世纪了,但蓝光才是真正带来革命性变化的技术。只有这三原色的灯光才能形成白光,照亮我们的世界。这三位学者在学术研究和工业界的持续努力,解决了这个过去30多年来一直存在的难题……”

  高效节能耐用的LED灯造福全球

  世界上约四分之一的电能被用于照明,因此LED有助于节约地球资源。不仅如此,LED灯寿命长达10万小时,而白炽灯仅有1,000个小时,荧光灯为10000小时,因此LED灯的使用可以大大减少材料损耗。

  白光LED灯可以持久而高效地发出明亮的白光。它们的效率仍在不断地提高,每单位电能(以瓦特计算)产出的光通量(以流明计算)越来越高。最近的记录已经突破了300流明/瓦,这相当于16个普通灯泡或接近于70个荧光灯。

  此外,全世界有超过15亿人缺电,而LED灯将帮助他们告别没有照明的时代,LED灯更低的能耗将让采用当地太阳能小型电站电力实现照明成为可能。

  更加节能高效的灯具在全球压缩二氧化碳排放的大背景下也将具有愈发重要的意义。

  尽管发明蓝色LED灯还不到二十年,但它为我们创造的白光极大造福了人们的生活。在颁奖词中,诺贝尔奖委员会写道:“白炽灯照亮20世纪,而LED灯将照亮21世纪。”

  蓝光LED研究有多难?

  在20世纪70年代末期的时候,LED已经出现了红、橙、黄、绿、翠绿等颜色,并被用于机器仪器的显示光源,但依然没有蓝光LED。

  蓝光LED的市场价值巨大,是当时世界性的攻关难题,和这三位学者同期在从事蓝光二极管的研究的学者当时也很多,但都因为无法在材料和器件制造工艺等一系列的技术问题上取得突破,不得不选择放弃。世界上很多大公司和著名大学科研机构也都在为半导体蓝光光源薄膜材料的制备工艺头痛不已,发明蓝光LED在当时被认为几乎是不可能的。

  蓝光LED在长达数十年的时间里未能面世,也被断言“难以在20世纪实现”。

  蓝光LED的制备技术曾困扰了人类30多年。

  蓝光LED如何面世?

  1973年,在松下电器公司东京研究所的赤崎勇开始了蓝光LED的研究,向难倒了全球研究者的氮化镓结晶制作发起了挑战。

  后来,赤崎勇和弟子天野浩在名古屋大学合作进行了蓝光LED的基础性研发,经过反复实验,他们成功制成了氮化镓结晶,并于1989年在全球首次实现了蓝色LED。

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