光中的革命

我们从火开始，然后是爱迪生的电灯泡，今天我们有LED，但这些革命是如何发生的?科林·汉弗莱斯向克里斯·史密斯解释说……

科林-我想我们对光的热爱始于40万年前，那时直立人，谁在出头鸟就像我们一样，他们开始点燃这些营火来取暖，也用来做饭，吓跑野生动物，也用来照明。

后来人们认为如果能有便携式光源就太好了，但是直到公元前1750年巴比伦人和埃及人才有了油灯。他们有芝麻油灯一般工人要花50个小时才能买到一小时的油灯所以这是很有价值的东西。

然后到了公元1800年，我们有了蜡烛你需要工作6个小时才能得到1小时的光，这样你才能买到蜡烛。如果你更接近这个时间，你就有了煤油灯，然后是白炽灯泡。有了这些热源，光就是热量的副产品。

现在我们有了led，它们真的很重要，因为它是第一个不依赖于热量来获得光的光源，事实上，今天，你需要0.6秒才能获得一小时的光。所以这是效率的巨大提升我还没算出来但是从1880年到现在大约是64000倍。但是,基本上。led非常非常高效，因为它们发出的热量很少，光才是它们真正发出的。

克里斯:为了澄清你的观点，如果你看爱迪生灯泡，我们把一根发光的钨丝插在天花板上。我们给它通电，让它变得白热，发出几千度的光，正是这种发光给了我们一些光。但是只有大约15%的电能转化成了你能看到的东西，大部分都是你看不见的光——它是红外线热?

科林-是的。实际上大约是5%——甚至更糟……

克里斯，比我说的还要糟。

科林:5%是光，95%是热。我们今天使用的led的效率约为35%。但在实验室里，我们已经有了发光效率为75%的led，这些led将在未来几年进入市场。

克里斯:我想说的是，如果你有这些灯，它们的效率是75%，那就比目前市场上的灯要好100%。为什么它们不在书架上?

科林:嗯，研究人员要花点时间才能把它推向市场，我们很忙!

克里斯:那么你是如何使效率翻倍的呢?

Colin:我们在细节上做了很多研究，并取得了一些重大突破。另一件正在发生的事情是成本的降低，这一点非常重要。我们所做的一件事是在硅上生长led。其他人在蓝宝石晶圆上生长led，你可以在商店里买到，那是非常昂贵的蓝宝石。我们已经在硅上开发了我们的产品，正如你所说，我们在剑桥建立了几家公司。他们被一家英国公司Plessey收购，Plessey正在制造世界上第一批硅基led，也是英国第一批led。

克里斯:我们这里有一个小演示来演示并将你关于效率的观点变为现实，我们这里有一个手曲柄，里面有一个直流电钻的钻机电机。当你转动曲柄时，你显然是在转动马达，然后产生一些电，和它相连的是一些LED灯和一些老式的钨丝灯。所以我要转动手柄，你可以把我打开，我们先来做led。我将向你们展示，到底要不要这么做有多难。我们开始吧。如果你能先给我装上led灯，我就开始转动了。

科林:让我们先打开led灯，好吗?

克里斯:说实话，这真的很简单，我用了两个LED灯泡，就像你在家里天花板上看到的那种东西，它们是明亮的灯，现在我的眼睛上都是白斑。这真的很容易做到。

科林:好的，现在我要讲钨卤灯泡了，克里斯再试一次……

克里斯-好的，我们把这个打开…哦,上帝!…好吧，你已经说得很清楚了。我都上气不接下气了。转动曲柄是非常非常困难的。这是因为他们要消耗更多的能量来制造同样的…因为它们和led灯一样亮吗?不过我得把它绕得更紧些。

科林:没错。所以这些灯泡比LED灯泡要消耗更多的能量，所以LED是一种非常高效的光源。

克里斯-如果我们将其转化为碳当量，换句话说，我们没有排放二氧化碳，因为我们将更多的电力转化为可见光而不是热量，那么我们在家里使用led可以节省多少碳呢?

科林:照明大约需要20%的电力。它比人们想象的要多得多。随着LED照明下降到10%，未来将下降到5%。目前，我们节省了发电站10%的电力和碳排放。在未来，我们将在发电站的碳排放中节省15%的led。这是大量的二氧化碳。

克里斯:现在浪费了很多能量，不是吗?

科林-是的。绝对是的。15%是你可能从太阳能和风能加起来得到的，所以这真的很重要。