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Oct. 14 2014

諾貝爾物理獎的背後:藍光LED的革新之處

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  • 諾貝爾物理獎的背後:藍光LED的革新之處

藍光LED的問世為照明效率帶來了重大變革。

圖為日本東京在節日時的LED燈光展示。LED照明提升了全世界住家與建築的能源效率。
Photograph by Toru Hanai, Reuters

撰文:Christina Nunez, National Geographic
編譯:向淑容

 

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2014年諾貝爾物理獎得主於上週揭曉,獲獎的三位科學家用他們發明的藍光LED(發光二極體)徹底改革了「照明」。這個受到諾貝爾獎肯定的發明看似平淡無奇,但它為照明效率帶來了驚人的革新,而這項革新目前正在席捲全世界。

頒發諾貝爾獎的瑞典皇家科學院在新聞稿中指出,今年物理獎得主赤崎勇、天野浩與中村修二於1990年代在日本開發出藍光LED,引發了一場「照明技術的重大轉型」。

在藍光LED發明前,紅光與綠光LED已經存在多年,但是與藍光LED結合後,可以製造出能發出白光的LED燈泡。

LED較省電燈泡與白熾燈泡等其他照明方式更加省電。一般的LED燈泡每瓦所發出的光量約為83流明(「流明」是代表每單位電力所能產生亮度的計量單位),省電燈泡為67流明,白熾燈泡則為16流明。

LED藉由讓電流通過半導體來發出亮光,白熾燈泡則是讓電流通過燈絲,直到燈絲因為高溫而發光。浪費熱能即是白熾燈泡照明效率不佳的主要原因。多數種類的白熾燈泡在美國已經逐步淘汰。

根據美國能源情報署的資料,LED的使用壽命也比白熾燈泡長了大約30倍,而且許多LED燈泡產品的保證使用時間長達2萬5000小時——如果一天使用大約4小時的話,一個燈泡足夠用上17年多。

價格一直是採用LED所遇到的障礙之一:一個普通LED燈泡的售價可能高達同級省電燈泡的兩倍。但是LED的價格正在下降,而使用率正在成長。一份最近由能源調查公司IHS公布的研究報告指出「現在各方改用LED的速度比以往都還要快」,並且預測從2014年開始,LED會是所有照明技術中營收市占率最高的一種。

照明的變革不只發生在住宅中。LED也用於街路照明節日與裝飾性展示、商業大樓,以及其他耗電量高的用途上。根據調查公司Navigant的一份新近研究報告,全世界用於街路照明的LED燈泡安裝量在2014年為1320萬個,到2023年則會增加到1.16億個以上。

瑞典皇家科學院表示,LED也可望為全世界超過15億無電可用的人帶來光明。的確,多項為解決「能源貧窮」問題所提出的方案都包含了分發以太陽能發電的LED燈。舉例來說,國家地理學會贊助的非營利組織「太陽電子照明基金會」(Solar Electric Light Fund)就在非洲各地村落的醫院與住家中安裝了許多LED燈泡。

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