Светодиод на базе подложки кристалла (wafer-level LED) мощностью более 150 Вт создан исследователями из Китая. Это достижение делает возможным использование светодиодов для освещения таких объектов, как стадионы и взлётно-посадочные полосы.
Светодиоды являются популярным источником света, но использование их в задачах, требующих большой яркости, упирается в стоимость конечной системы. Себестоимость чипов постепенно снижается, и основная часть затрат приходится на стоимость обвязки и сборки. Максимальная мощность отдельных чипов составляет около 10 Вт, и для достижения киловаттных значений требуются сотни светодиодов. Это делает конечную стоимость неприемлемой для многих приложений.
Сотрудникам Института нанотехнологий и нанобионики в городе Сучжоу, китайской Академии наук, компании Xiangneng Hualei Optoelectronic Company Limited и их коллегам из других университетов Китая удалось создать светодиод на базе подложки кристалла, мощность которого составила 157 Вт. В отличие от традиционной технологии, микросхема после изготовления не отделяется от подложки — благодаря этому можно изготовить микросхему намного большей площади. Исследователям удалось решить основную проблему, сопровождающую столь крупные микросхемы, — большие потери энергии, а также обеспечить эффективное охлаждение столь мощного и в то же время компактного устройства.
Следует отличать мощность, излучаемую светодиодом, от полной потребляемой мощности, которая обычно указывается в характеристиках. Достигнутое значение представляет собой именно излучаемую мощность, в то время как потребляемая намного выше — она составляет 1 кВт при излучательной эффективности около 15%. Чтобы удерживать температуру светодиода в пределах 100 °C, создатели применили жидкостное охлаждение.
Авторы работы указывают в качестве следующего ориентира значение излучательной эффективности в 30%. При достижении этого уровня светодиоды на базе подложки кристалла можно будет использовать в действительно мощных источниках света. Ключевым фактором для решения задачи учёные называют однородность при производстве как подложки, так и самого чипа.
