陈根：节能LED灯还能更省电吗？

文/陈根

白炽灯是人类自有电以来而发现的第一代光源，而LED灯则是节能灯之后的另外一种光源。

白炽灯通过钨丝发热而产生光，就好像一块黑铁放在火炉里，当温度达到了3000度的时候，它发出的光就是白炽灯所发出的光（这也是色温的由来），而由于白炽灯的能耗过大，现市场上多为LED灯。

LED灯（Light Emitting Diode）又叫发光二极管，它是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光。尽管LED灯拥有诸多优点，包括光效高、使用寿命长等，但LED灯依旧耗电量巨大。

典型的LED二极管由实际发光的LED芯片组成，芯片周围有一个透明的保护性半球形外壳/透镜。当芯片产生的大部分光直接穿过外壳时，其中一部分被反射回内部。然而，由于反射光不能进入二极管的周围提供照明而被总被浪费。此外，它还提高了二极管内部的温度，导致芯片更快地退化——这意味着LED最终不会像其他情况下那样持久。

为了解决这个问题，伦敦帝国理工学院（Imperial College London）和印度技术学院（Indian Institute of Technology Guwahati）的科学家们近日开发了一种计算机模型，在LED芯片上方、芯片与外壳内部之间，添加了一层透明的廉价金属纳米粒子。

这些粒子的作用有点像一个网格状的微透镜，改变了光线与外壳材料接触的角度。结果，与被反射回来的光线相比，能通过的光线增加了20%。这意味着用同样的电量可以发射出更多的光，再加上发光二极管应该保持较冷，因此寿命更长。

LED应用范围广泛，从交通灯和电子显示屏背光、智能手机、大型户外屏幕和一般装饰照明，到传感、水净化和污染表面净化。而当发光二极管（LED）光源更高效、更持久时，意味着它们使用更少的能源，减少用电对环境的影响。

目前，研究人员计划利用这项技术生产原型二极管，这样诸如纳米颗粒材料、尺寸、形状和间距等变量都可以测试和调整。