Low-Cost-LEDs werden in einigen Jahren die Beleuchtungskosten wesentlich senken

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Gemäss Professor Colin Humphreys von der Cambridge University können die Produktionskosten von LED's mit einer neuen Technologie stark gesenkt werden.

Er ist der Ansicht, dass die Beleuchtungskosten in Haushalten innerhalb von 5 Jahren um 75% gesenkt werden können.

Gallium-Nitrid (GaN) ist ein Halbleiter für die Herstellung von LEDs (Leuchtdioden) und erzeugt ein brillantes Licht, aber verbraucht  nur sehr wenig Strom. Bis jetzt waren die Produktionskosten für die GaN Beleuchtung zu teuer um in Wohnungen und Büros eingesetzt zu werden.

Nun hat die Cambridge University mit Unterstützung des Engineering und Physical Sciences Research Council (EPSRC), einen Weg zur Herstellung von GaN-LEDs gefunden, der nur einen Zehntel der herkömmlichen Kosten beträgt.

GaN wird seit 1990 auf teuren Saphir Wafern in Labors hergestellt. Mit der neuen Technologie der Cambridge University ist es möglich, GaN auch auf Silicone Wafern herzustellen.

Diese kostengünstigere Herstellungsmethode wird dazu führen, dass die Massenproduktion anläuft. Was dann dazu führt, dass die LED Beleuchtung auch für Büros und Wohnungen attraktiver wird.

Auf Grund der aktuellen Zahlen könnte die Beleuchtung in Büros und Wohnungen, den Anteil am Elektrizitäts Verbrauch in England von aktuell 20%, auf 5% senken. Das heisst, man könnte 8 Kraftwerke einsparen.

GaN-LED haben eine Brenndauer von 100'000 Stunden, das bedeutet, dass die LED's im Durchschnitt nur alle 60 Jahre ersetzt werden müssen. Und im Gegensatz zu den derzeit verfügbaren Energiesparlampen, enthalten  GaN-LEDs kein Quecksilber. Somit sind diese Umweltfreundlicher und leichter zu entsorgen.

Professor Colin Humphreys, der führende Wissenschaftler im Rahmen des Projekts sagte: "Dies könnte durchaus der Heilige Gral in Bezug für unsere Lichtbedürfnisse in der Zukunft sein.

Wir sind ganz nahe daran, hoch effiziente und kostengünstige weisse LEDs zu entwickeln, welche an die Stelle der traditionellen Glühbirnen und den Energiesparlampen treten werden.

Das ist nicht nur eine gute Nachricht für die Umwelt, es wird auch den Verbrauchern mit einer tieferen Stromrechnung zugute kommen.“

GaN-LEDs beleuchten schon jetzt Sehenswürdigkeiten wie den Buckingham Palace und die Severn-Brücke.

Sie werden auch in Kamera Blitzlichtern, Mobiltelefonen, Taschenlampen, Fahrrad-Beleuchtung und in der Innenraum Beleuchtung bei Bus, Bahn und Flugzeugen eingesetzt.

Parallel dazu wird auch daran geforscht,  wie weit GaN-Beleuchtung das Sonnenlicht imitieren kann um den Menschen mit dem Seasonal Affective Disorder (SAD) zu helfen.

UV-Strahlen aus GaN-Beleuchtung könnte auch zur Wasseraufbereitung  in den Entwicklungsländern eingesetzt werden.

Die Cambridge-Zentrum für Galliumnitrid wurde im Jahr 2000 gegründet und seine Arbeit wird von der EPSRC finanziell unterstützt. Die derzeitige Zuschuss beläuft sich auf etwa £ 1,6 Millionen in 3 Jahren.

Die TSB und die Europäischen Union sind eine wichtige Quellen der Finanzierung. Die  industriellen Partner sind  Aixtron, Forge Europa, QinetiQ, Sharp Europa, Philips, Semelab und RFMD. Die Universitäten Manchester, Oxford und Sheffield Hallam arbeiten mit.

Eine Licht-emittierende Diode (LED) ist eine Halbleiterdiode, die Licht erzeugt, wenn sie unter Strom gesetzt wird.

LEDs werden für die Anzeige und die Beleuchtung in einer ganzen Reihe von Elektro-und Elektronik-Produkten eingesetzt.

Obwohl GaN vor mehr als 30 Jahren zum ersten Mal produziert wurde, ist es erst in den letzten 10 Jahren in die LED Produktion eingeflossen.

Das Licht von GaN-LEDs ist blau oder grün. Mit einer Phosphor-Beschichtung wird ein weisses Licht erzeugt.

Weitere Informationen über die längerfristige Anwendung von GaN.

• Krebs-Chirurgie. Derzeit ist es sehr schwer zu erkennen, wo genau ein Tumor endet. Dies hat zur Folge, dass Patienten einer Krebs Operation immer unter Vollnarkose warten müssen, bis die Laboruntersuchungen den Zustand der Zellen bestimmt haben.

Das kann während einer Operation mehrere Male geschehen und eine Operation verlängern.

In der Zukunft wird den Patienten eine harmlose Droge gegeben. Wenn die Zellen dann mit einer blauen GaN Led bestrahlt werden, dann wird dem Chirurgen der Zustand der Zellen schnell und eindeutig angezeigt.

• Wasserreinigung. GaN könnte die Trinkwasserversorgung in den Entwicklungsländern revolutionieren. Wenn man GaN Aluminium hinzufügt, dann erzeugt die LED ein tiefes UV-Licht, mit dem Viren und Bakterien abgetötet werden.

Der Einbau einer solchen GaN-LED an der Innenseite einer Wasserleitung beseitigt sofort Krankheitserreger. So können auch Mosquito Larven und andere schädliche Organismen abgetötet werden.

• Krankenhaus Infektionen. Eine Lampe mit einer  GaN Led  könnte Viren und Bakterien töten. Diese könnte einfach an einem Rollwagen oder an den Wänden angebracht werden.

Quelle: www.epsrc.ac.uk/

* Das Engineering und Physical Sciences Research Council (EPSRC) ist im Vereinigte Königreich die wichtigsten Agentur für die Finanzierung von Forschung in den Ingenieur-und Naturwissenschaften. Die EPSRC investiert rund 740 Millionen £ pro Jahr in Forschung und postgradualer Ausbildung.

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