白炽灯泡的发光率堪比LED灯?

2016-02-16 关键字:光能转化,光电技术,白炽灯,能量利用率 来源:富贸商城

麻省理工学院和普渡大学的研究人员称,他们已经找到一种可以收集白炽灯灯泡散发热量的方法,通过这种方法可以重新利用散发的热量产生可见光。这一技术可以提高白炽灯的使用效率,使其堪比荧光灯甚至是LED灯。

白炽灯泡通过加热细钨丝,使其温度达到2700摄氏度左右。以此,灯丝就会发出黑体辐射光线,使人产生一种温和的色彩斑斓的渲染感觉。

这是由麻省理工学院研发可以堪比荧光灯和LED灯的试验品

但是,这些白炽灯泡一直存在一个主要问题:95%以上的能量被浪费掉了,大部分用于产生热量,而不是光线。低能量利用率导致很多国家已经禁止使用白炽灯。

为了解决白炽灯低效率的问题,MIT和普渡研究团队将白炽灯工作过程分成两个阶段。第一阶段是常规的金属丝加热。在第二阶段中,与原来不同的是在产生红外辐射时不允许多余热能散发,而是通过缠绕在灯丝上的装置捕获辐射并反射回灯丝重新吸收利用产生可见光。在这些结构是由光子晶体组成的,地球富含这种元素,并且可以用常规非金属材料沉积技术制成晶体。

研究人员说,第二个阶段的核心要点在于如何有效的把电能转化为光能。我们用发光效率来表示照明源的工作效率,这充分考虑到了人眼的影响。而传统的白炽灯发光效率只有2-3个百分点,荧光灯(包括紧凑型荧光灯)则是7-15%,大部分商业LED的发光效率在5-20%左右。而新型白炽灯的效率可达到40%,研究团队说。

该研究团队将这种技术称之为“光循环”法,这种技术能避免光谱中不需要的波长,将多余的能量转换成可见光波长。

该技术的关键点是设计适用于大范围波长和角度的一个光子晶体,这种光子晶体本身作为薄涂层沉积在钨丝上的。在这个工作系统中,所希望的可见光波长可穿过材料进出灯泡,而红外线波长的光则被类似镜片的材料反射。能量波再游回灯丝,继续产生更多的热量转化为更多的光。多余的热能不断反弹回钨丝,直到它完全成为可见光。

据麻省理工学院的物理学教授马林说,该技术具有很大的应用潜力,它不仅可用于灯泡,还可以应用在光伏能量转换方案上,可以提高能量的利用率,使光伏转化过程更加高效,将电能更有效的转化为光能。

LED灯是一项伟大的发明,人们应该购买使用它,”马林教授说,“但是应当了解这些光能和热能的基本属性。”——关于光、热和物质发生相互作用,以及如何更加有效的产生光能——“这对于很多行业来说非常重要。”

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