納米級3D打印有助于揭示螢火蟲秘密以提高LED效率

來源：中國3D打印網(wǎng)

賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家創(chuàng)造了一種新型的發(fā)光二極管(LED)燈泡，可以改變我們照亮家庭的方式,。新型LED的設(shè)計模仿了螢火蟲在自然界中使用的結(jié)構(gòu),，可以在降低電費的同時提高效率。

“LED燈泡在清潔能源中起著關(guān)鍵作用,�,！彪姎夤こ探淌赟tuart(Shizhuo)Yin表示。 “目前整體商用LED效率僅為50%左右,。其中一個主要問題是如何提高所謂的LED光提取效率,。我們的研究重點是如何從LED中獲取光線�,！蔽灮鹣x和LED在釋放它們產(chǎn)生的光時面臨類似的問題,，因為光可以向后反射并丟失。 LED的一種解決方案是用微觀投影對表面進行紋理化,，稱為微結(jié)構(gòu),，允許更多光線逃逸。雖然LED燈上的微結(jié)構(gòu)是對稱的,，但螢火蟲燈上的微結(jié)構(gòu)卻不對稱,。研究人員注意到螢火蟲燈籠上的微結(jié)構(gòu)是不對稱的 ，兩側(cè)以不同的角度傾斜,，呈現(xiàn)出不平衡的外觀,。

“我注意到螢火蟲不僅在燈籠上有這些不對稱的微結(jié)構(gòu)，而且還發(fā)現(xiàn)一種發(fā)光的蟑螂在其發(fā)光點上也有類似的結(jié)構(gòu),，”陳長江說,，電氣工程博士生和第一作者研究。 “這是我試圖深入研究使用不對稱結(jié)構(gòu)的光提取效率的地方,�,！�

利用不對稱金字塔創(chuàng)建微結(jié)構(gòu)表面，該團隊發(fā)現(xiàn)它們可以將光提取效率提高到90%左右,�,？茖W(xué)家們認為，不對稱微觀結(jié)構(gòu)可以通過兩種方式增加光提取,。首先,，不對稱金字塔的較大表面積允許光與表面的較大相互作用,，從而捕獲較少的光,。其次,，金字塔上不同大小的斜坡增加了反射的隨機化效果，并且光有第二次逃逸的機會,。

為了通過實驗證明這一點,，研究人員使用納米級3D打印來創(chuàng)建對稱和不對稱表面并測量發(fā)出的光量。正如所料,，不對稱表面允許釋放更多光,。研究人員認為，有很大的空間可以進一步提高光提取效率,，他們的方法可以很容易地應(yīng)用于LED的商業(yè)制造,。

研究人員已就此研究申請了專利。 “一旦我們獲得專利,，我們正在考慮與該領(lǐng)域的制造商合作,，將這項技術(shù)商業(yè)化，”Yin說,。

來源：中國3D打印網(wǎng)