31.08.14 12:58 Uhr
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Neuer Halbleiter entwickelt - Bessere LEDs möglich

Forscher haben jetzt einen neuen Halbleiter entwickelt, der aus nur drei Atomen besteht und deutlich lichtempfindlichere Dioden ermöglicht, deren Ausbeute weitaus höher ist als die von herkömmlichen Dioden.

Diese neuartigen Verbindungen könnten unter anderem auch dazu genutzt werden neue Transistoren auf Nano-Ebene zu erzeugen, die direkt in integrierte Schaltungen miteingearbeitet werden können.

Des Weiteren könnten sich hier auch Nano-Laser miteinbauen lassen oder Solarzellen. Die Entwicklung dieser Technik kommt von der University of Washington und wurde unter anderem vom Forscher Xiaodong Xu begleitet, der auf dem Gebiet der Werkstoffkunde tätig ist.


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WebReporter: ZZank
Rubrik:   Wissenschaft
Schlagworte: LED, Halbleiter, Diode
Quelle: washington.edu

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12 User-Kommentare Alle Kommentare öffnen

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31.08.2014 13:04 Uhr von matoro
 
+3 | -3
 
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trotzdem kann eine LED nie mehr als 50% des eingesetzten stromes zu licht wandeln.
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31.08.2014 13:24 Uhr von stoske
 
+13 | -0
 
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Eine 300 Watt Halogenlampe liefert rund 15 Lumen pro Watt, also rund 4500 Lumen, und kostet alle 1000 Betriebsstunden 75 Euro Strom.

Mein Selbstbau-LED-Deckenfluter (4 Jahre alt) liefert 130 Lumen pro Watt, braucht für dieselben 4500 Lumen nur 34.5 Watt und kostet pro 1000 Betriebsstunden 8.60 Euro.

Wie viel Strom da tatsächlich in Licht gewandelt wird, ist dabei völlig Schnurz und ein gänzlich uninteressanter Aspekt. Und wenn sich das noch verbessern lässt... wunderbar.
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31.08.2014 15:26 Uhr von stoske
 
+1 | -0
 
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@Ming-Ming: Diese Meldungen von Cree taugen leider nichts, denn sie gehen von gleichbleibender Temperatur aus, also einem Umstand, der praktisch gar nicht erreicht werden kann.
Man kann mit Mühe und absichtlicher Unterbestromung bei einigen LED um die 140 Lm/W erreichen, mehr aber noch nicht. Und weil das schon seit vielen Jahren so ist, lässt sich das offenbar auch nicht so leicht steigern.
Wenn man bedenkt, dass die meisten Retrofit-Leuchtmittel, also das, was die Masse kauft, oft nur 50-60 Lm/W erreichen, liegt das Defizit sowieso noch woanders.
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31.08.2014 16:42 Uhr von silent_warior
 
+0 | -1
 
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zu der Halogenlampe:
Ich habe das auch mal ausprobiert und eine 150W Halogenlampe als Referenz zu meiner warmweißen LED-Lampe genommen.

Die LED Lampe war dabei ein 100W-Modul (10x10=100 Chips) mit Kühlkörper und einem sehr leisen Lüfter.

Die Leistung der LED habe ich dann so verstellt (also eigentlich nur den Strom) dass die beiden Lampen gleich hell waren und dabei hat die LED dann recht genau 30W verbraucht.
(mein recht ineffizientes Netzteil und der Lüfter haben zusätzlich 7W gezogen)

150/30 = 5

Die LED ist also um den Faktor 5 effektiver als eine Halogenlampe.

Für mein Aquarium habe ich jetzt auch solch eine solche LED genutzt und betreibe sie mit 18W, das Licht ist jetzt wärmer als das Licht der Leuchtstoffröhre die vorher genutzt wurde und flackert auch nicht mit 100Hz (Stroboskop-Effekt = man ermüdet schneller).

Mit den Leuchtstofflampen hatte ich schon oft das Problem dass deren elektrisches Feld (der Pöbel nennt es Elektrosmog) die Messtechnik gestört hat, gerade auch bei Lampen mit elektronischem Vorschaltgerät kann man sehr starke Störungen auch über kurze Kabel einfangen.

Durch den Gleichstrom der für die LED genutzt wird gibt es diese Störungen nun nicht mehr, das Netzteil ist geschirmt, der Motor des Lüfters ist sehr klein und die LED kann nichts abstrahlen.

[ nachträglich editiert von silent_warior ]
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31.08.2014 16:50 Uhr von stoske
 
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@wiederwaslos: Ich denke, ich kenne die aktuelle Palette ganz gut, und wüsste nicht, welche LED da in Frage kommen sollte. Zeig´ doch mal.
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31.08.2014 16:50 Uhr von p75
 
+4 | -0
 
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"trotzdem kann eine LED nie mehr als 50% des eingesetzten stromes zu licht wandeln"

Wieso? Bei Aussagen mit dem Wort "nie" werde ich immer hellhörig ;)
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31.08.2014 17:49 Uhr von silent_warior
 
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@ wiederwaslos
Ich habe bei mir nur Pflanzen der Sorte "Wasserkelch" drin, die Blätter sind auf der Oberseite grün und auf der Blattunterseite braun-rot.

Wenn ich mal davon ausgehe dass die rote Strahlung von dem Chlorophyll der Zellen an der Unterseite nicht aufgenommen werden kann werden sich diese Zellen mit dem blauen Licht begnügen müssen.

Die Zellen auf der Oberseite können ja das blaue und das rote Licht absorbieren.

Diese 100W LED hat beim Chinamann bei eBay ca. 5 Euro gekostet, dazu habe ich ein Netzteil auf 32V gestellt und eine Strombegrenzung aufgebaut.

Die Strombegrenzung arbeitet im Linearbetrieb, wenn ich Lust habe ersetze ich den Teil durch einen Schaltregler.

(Mosfet zum begrenzen des Stroms, ein 2MOhm Widerstand vom Gate nach +32V, der Strom fließt über einen 1 Ohm Widerstand nach Masse, wenn die Spannung 0.6V überschreitet wird ein Bipolarer Transistor leitend und zieht das Gate nach Masse)

Damit das Licht nicht plötzlich an ist habe ich noch einen 47µF Kondensator an das Gate gehangen, so steigt der Strom innerhalb von 5 Sekunden schön langsam an.
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31.08.2014 19:34 Uhr von stoske
 
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@wiederwaslos: Das sind einfach nur Fotos von stinknormalen Retrofits - und nicht mal gute. Wo ist das Beispiel für die modernen LED die mehr als 130 Lm/W schaffen? Und deretwegen ich meinen Fluter neubauen soll? Was mit Retrofit gar nichts zu tun hat! Die Dinger werden nicht mal 70-80 Lm/W haben.
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31.08.2014 20:05 Uhr von silent_warior
 
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@ wiederwaslos

Die 100W ist nur die maximale Leistung, man muss ja nicht voll aufdrehen. :-)

Ich habe mal genauer gemessen und es sind nur 16,7 Watt die an der LED verloren gehen und ca. 7 Watt an meinem Netzteil und linearen Strombegrenzung + 0.5W an dem 12cm Lüfter.

Ich wollte noch einen kleines AVR-Board hinzufügen, an dem Kühler einen Temperatursensor ankleben und bei Ausfall des Lüfters dann die LED so weit dimmen damit der Kühler nicht wärmer als 40°C oder 50°C wird.
(als Schutz im Falle eines Fehlers wäre das sinnvoll)

@ stoske

Es gibt schon LEDs mit einem recht guten Farbindex, die sind aber ganz schön teuer, da lass ich dann die Finger davon.

Für meine LED-Lampen kaufe ich extra Module die eine viel höhere Leistung vertragen als notwendig da der Wirkungsgrad besser (bis 120 Lumen/W) ist wenn kein so hoher Strom durch die Chips fließt.

Die LEDs sind ja nicht das teuerste an der Lampe, der Kühler und das Netzteil machen über 2/3 des Preises aus wenn der Kühler groß genug dimensioniert wurde und das Netzteil nicht eins von der ganz billigen Sorte ist.

Bei handelsüblichen LED-Lampen besteht das Netzteil nur aus einem Gleichrichter, einem oder mehreren Widerständen und einem Kondensator.

Wenn man bei den warmweißen LEDs zu wenig Strom durch schickt, z.B. nur 10W, dann ist das Licht recht gelb, je mehr Strom desto weißer ist es.
Manche mischen die warmweißen China-LEDs deshalb auch mit den kaltweißen. (z.B.: 1x kaltweiß und 2x warmweiß)
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31.08.2014 21:08 Uhr von hostmaster
 
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Warum sollen die in der News vorgestellten LED "deutlich lichtempfindlichere Dioden" sein? Es geht hier um Leuchtdioden und nicht um IR-Empfangsdioden.

Ich gehe davon aus, daß es sich um lichtstärkere Dioden handeln soll ;)
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01.09.2014 11:14 Uhr von stoske
 
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@wiederwaslos: Irgendwie habe ich den Eindruck, dass du gar nicht weißt, wovon du redest. Die Effizienz ergibt sich aus der Teilung der Lichtmenge (Lumen) durch den Stromverbrauch (Watt). Da ist das Foto genauso zweckfrei wie die Lumenangabe alleine. Du erzählst was von besseren, moderneren LED, weißt aber nichtmal welche Effizienz deine eigenen Lampen haben. Also nur warme Luft :)

> was hast Du für ein Riesenaquarium, dass Du 100 LED brauchst?
Auch das kann ich dir erklären: Auf umso mehr LED man die Lichtmenge aufteilt, umso besser wird das Licht. Der Schatten wird weicher, man verhindert Schattenfächer sowie Blendung. Man kann damit die Effizienz erhöhen und gleichzeitig die entstehende Wärme so verteilen, dass gar keine Kühlung mehr nötig wird. Du hast vom Thema selbst offenbar gar keine Ahnung.

[ nachträglich editiert von stoske ]
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04.09.2014 12:23 Uhr von Phyra
 
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@hostmaster
die news redet von einem neuen halbleitermaterial, das kann fuer alles moegliche verwendet werden, nicht nur LEDs.

Ausserdem ist die news falsch, z.B. ist nie die rede davon, dass derhalbleiter aus nur 3 atomen besteht, sondern, dass er 3 atomlagen dick ist.

[ nachträglich editiert von Phyra ]

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