Nuovi Led a massima efficienza che garantiscono risparmio energetico

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NaturAthanor
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Nuovi Led a massima efficienza che garantiscono risparmio energetico

Messaggio da NaturAthanor » 25/07/2018, 20:39

Pubblicato sulla rivista Optica lo studio dei ricercatori dell'Università turca Koç, coordinati da Sedat Nizamoglu: Led che hanno raggiunto l'efficienza di 105 Lumen.

Il risultato è stato ottenuto usando gli attuali led e combinandoli con delle lenti flessibili riempite con una speciale soluzione di nanoparticelle semiconduttrici che permetterebbe di raddoppiare l'efficienza.

Sedat Nizamoglu spiega che "Led più efficienti significa in grado di garantire un migliore risparmio energetico e una maggiore protezione dell’ambiente. [...]Se riuscissimo a sostituire le tradizionali fonti luminose con Led a 200 lumen, potremmo dimezzare il consumo globale di energia per l’illuminazione, riducendo inoltre le emissioni di gas serra di circa 200 milioni di tonnellate”, ha aggiunto. Per gli autori della ricerca, inoltre, i nuovi Led garantiscono procedure “semplici, economiche e applicabili alla produzione di massa".

Ecco la fonte della notizia https://www.osa.org/en-us/about_osa/new ... efficiency

I ricercatori hanno dimostrato che i diodi a emissione di luce bianca basati su nanomateriali (LED) hanno un'efficienza luminosa record di 105 lumen per watt. L'efficienza luminosa è una misura di quanto una sorgente di luce usi la potenza per generare luce. Con un ulteriore sviluppo, i nuovi LED potrebbero raggiungere efficienze superiori a 200 lumen per watt, rendendoli una promettente fonte di illuminazione a risparmio energetico per case, uffici e televisori.

"I LED efficienti hanno un forte potenziale di risparmio energetico e protezione dell'ambiente", ha affermato il leader della ricerca Sedat Nizamoglu, Università di Koç, Turchia. "Sostituire le fonti di illuminazione convenzionali con i LED con un'efficienza di 200 lumen per watt diminuirebbe l'energia globale consumata per l'illuminazione di oltre la metà. Tale riduzione è pari all'elettricità creata da 230 impianti tipici a carbone da 500 megawatt e ridurrebbe le emissioni di gas serra di 200 milioni di tonnellate ".


Didascalia: I ricercatori hanno creato LED bianchi basati su nanomateriali che mostrano un'elevata efficienza record grazie a punti quantici sospesi in soluzione anziché incorporati in un solido. I nuovi LED potrebbero offrire una fonte di illuminazione a risparmio energetico per case, uffici e televisori.


I ricercatori descrivono come hanno creato i LED bianchi ad alta efficienza in Optica , il giornale della Società Ottica per la ricerca ad alto impatto. I nuovi LED utilizzano LED blu disponibili in commercio combinati con obiettivi flessibili riempiti con una soluzione di particelle semiconduttori nanometriche chiamate punti quantici. La luce proveniente dal LED blu fa emettere i punti quantici verde e rosso, che si combina con l'emissione blu per creare luce bianca.

"I nostri nuovi LED hanno raggiunto un livello di efficienza più elevato rispetto ad altri LED bianchi basati su punti quantici", ha affermato Nizamoglu. "I metodi di sintesi e fabbricazione per realizzare i punti quantici ei nuovi LED sono facili, economici e applicabili per la produzione di massa."

Vantaggi dei punti quantici
Per creare una luce bianca con i LED di oggi, la luce blu e gialla sono combinati aggiungendo un fosforo giallastro rivestimento basato su LED blu. Poiché i fosfori hanno un ampio intervallo di emissione, dal blu al rosso, è difficile sintonizzare sensibilmente le proprietà della luce bianca generata.

A differenza dei fosfori, i punti quantici generano colori puri perché emettono solo in una porzione ristretta dello spettro. Questa stretta emissione consente di creare una luce bianca di alta qualità con temperature cromatiche e proprietà ottiche precise combinando punti quantici che generano colori diversi con un LED blu. I punti quantici offrono anche il vantaggio di essere facili da realizzare e il colore delle loro emissioni può essere facilmente modificato aumentando le dimensioni della particella del semiconduttore. Inoltre, i punti quantici possono essere vantaggiosamente utilizzati per generare sorgenti di luce bianca calda come lampadine a incandescenza o fonti bianche fredde come le tipiche lampade fluorescenti cambiando la concentrazione di punti quantici incorporati.

Sebbene i punti quantici incorporati in un film siano attualmente utilizzati nei televisori a LED, questo approccio di illuminazione non è adatto per un uso diffuso in applicazioni di illuminazione generale. Il trasferimento dei punti quantici in un liquido ha permesso ai ricercatori di superare la problematica riduzione dell'efficienza che si verifica quando i nanomateriali sono incorporati nei polimeri solidi.

Realizzare LED bianchi efficienti richiede punti quantici che convertano in modo efficiente la luce blu in rosso o verde. I ricercatori hanno effettuato più di 300 reazioni di sintesi per identificare le migliori condizioni, come la temperatura e il tempo della reazione, per creare punti quantici che emettono a colori diversi pur esibendo l'efficienza ottimale.

"La creazione di luce bianca richiede l'integrazione della quantità appropriata di punti quantici, e anche se ciò è compiuto, c'è un numero infinito di combinazioni blu, verdi e rosse che possono portare al bianco", ha detto Nizamoglu. "Abbiamo sviluppato una simulazione basata su un approccio teorico che abbiamo recentemente riportato e utilizzato per determinare le quantità appropriate e le migliori combinazioni di colori dei punti quantici per una generazione efficiente di luce bianca."


Didascalia flessibile : i nuovi LED utilizzano LED blu disponibili in commercio combinati con obiettivi flessibili, come quello mostrato qui, riempiti con una soluzione di punti quantici.

Per realizzare i nuovi LED, i ricercatori hanno riempito lo spazio tra una lente polimerica e un chip LED con una soluzione di punti quantici che sono stati sintetizzati miscelando cadmio, selenio, zinco e zolfo a temperature elevate. I ricercatori hanno utilizzato un tipo di silicone per realizzare l'obiettivo perché la sua elasticità ha permesso loro di iniettare soluzioni nell'obiettivo senza che nessuna soluzione fuoriuscisse e la trasparenza del materiale ha consentito la necessaria trasmissione della luce.

I ricercatori hanno dimostrato che i loro LED bianchi a base di liquido potrebbero ottenere un'efficienza doppia rispetto ai LED che incorporano punti quantici nei film solidi. Hanno anche dimostrato i loro LED bianchi usandoli per illuminare un display da 7 pollici.

"I punti quantici sono molto promettenti per applicazioni di illuminazione efficienti", ha affermato Nizamoglu. "C'è ancora spazio significativo per lo sviluppo tecnologico che genererebbe approcci più efficienti all'illuminazione."

Come passo successivo, i ricercatori stanno lavorando per aumentare l'efficienza dei LED e vogliono raggiungere alti livelli di efficienza utilizzando materiali ecocompatibili che sono cadmio- e senza piombo. Progettano inoltre di studiare i LED liquidi in condizioni diverse per garantire che siano stabili per un'applicazione a lungo termine.


Carta : S. Sadeghi, BG Kumar, R. Melikov, MM Aria, HB Jalali, S. Nizamoglu "LED bianco quantum dot con alta efficienza luminosa" , Optica , Volume 5, Numero 7, Pagine: 793-802 (2018). DOI: doi.org/10.1364/OPTICA.5.000793


"Pensa agendo ed agisci pensando."

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