“Двонаправлені” світлодіоди перетворять екрани смартфонів у зарядні пристрої

Чи стане в майбутньому можлива підзарядка акумуляторної батареї мобільного пристрою від розсіяного світла з зовнішнього джерела?

Фахівці відомої японської компанії Kyocera, що спеціалізується, крім усього іншого, на технологіях отримання сонячної енергії, працюючи спільно з вченими з університету Іллінойсу, наочно продемонстрували таку можливість. Вони створили свого роду двонаправлені світлодіоди, які здатні не тільки випромінювати світло, але і поглинати, перетворюючи його в електричну енергію.

Матриці двонапрямлених світлодіодів складаються з крихітних наностовбців, що складаються з напівпровідникових матеріалів трьох різних типів. Ці наностовбці, діаметром близько 5 нанометрів, закріплені на поверхні тонкоплівкового матеріалу. Один з напівпровідникових матеріалів ефективно випромінює і поглинає світло, а два залишилися матеріалу служать для поліпшення умов протікання електричного струму через структуру з першого матеріалу. Така незвичайна комбінація дозволяє свеітлодіодам ефективно випускати і поглинати світло в одне і теж час.

Режим, при якому відбувається випромінювання світла, перемикається на режим поглинання світла з частотою, на три порядки більшою, ніж частота оновлення звичайних екранів. Це абсолютно непомітно для людського ока і у людини створюється враження, що екран світиться стабільно і постійно.

У режимі поглинання світла світлодіоди поводяться подібно елементам звичайних сонячних батарей, поглинаючи світло за рахунок фотогальванічного ефекту. В даний час дослідникам вдалося створити лише маленький прототип дисплея на нових двонапрямлених світлодіодах, але результати випробувань прототипу говорять про те, що на базі цієї технології можна буде створити монітори працюючі виключно за рахунок одержуваної ними ж енергії, звичайно за умови наявності достатнього рівня зовнішнього освітлення.

Але створення дисплеїв, які перебувають на енергетичному самозабезпеченні, є досить далекою перспективою. Однак, у даній технології є область практичного застосування і вже прямо зараз. Дисплеї, побудовані на базі двонапрямлених світлодіодів, можуть виступати в ролі світлочутливих датчиків, які дозволять електронним пристроям реагувати запрограмованим чином на зовнішні світлові сигнали. Така здатність може використовуватися для створення інтерактивних систем, здатних розпізнавати знаходяться перед екраном об’єкти і реагувати на жести раніше, ніж палець людини або світлове перо торкнеться поверхні екрану.

Крім усього вищесказаного, нові дисплеї зможуть самостійно адаптувати яскравість з світіння в залежності від рівня і характеру зовнішнього освітлення. Така технологія підстроювання яскравості вже використовується в деяких сучасних ноутбуках і смартфонах, але реалізується вона за допомогою окремого світлочутливого датчика або датчика камери цього пристрою. Технологія автоматичного підстроювання яскравості також може виявитися дуже корисною в умовах нерівномірного освітлення, наприклад, при використанні смартфона в лісі яскравим днем. “Розмазати” по поверхні дисплея світлочутливий датчик дозволить підлаштувати яскравість світіння кожного пікселя дисплея, компенсуючи нерівномірність освітлення ділянок, освітлених прямими сонячними променями, і ділянок дисплея, що знаходяться в тіні, що відкидається листям.

В даний час дослідникам вдалося створити тільки червоні двонаправлені світлодіоди. Але вони вже працюють над створенням аналогічних світлодіодів синього і зеленого кольорів світіння, що робиться за рахунок точного підбору складу матеріалу наностолбіков і їх геометричних розмірів. Крім цього, дослідники працюють в напрямку збільшення ефективності процесу поглинання світла і перетворення його в електричну енергію.