Die Technik hinter LED

By Triwarius on 8. August 2013 in Standard
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Seit September des letzten Jahres wurde der Verkauf von Glühbirnen über 40 Watt verboten.  Seit dem hat der Verbraucher um die gleiche Helligkeit zu erzeugen nun drei Möglichkeiten: Energiespar-, Halogenleuchten oder LED-Lampen.

Vorteile von LED

Der Vorteil der LED Lampen ist im Gegenzug zu seinen Konkurrenten klar: Während bei einer herkömmlichen Energiesparlampe noch über 70 Prozents der Energie in Wärme umgesetzt werden und damit verloren gehen, sind  es bei LED Lampen lediglich 30 Prozent. Anders als Glühbirnen sind sie keine Wärmestrahler und sind besonders im Einsatz als Signallicht äußerst effizient, da sie keinen Farbfilter benötigen, der den größten Teil des Lichts absorbieren würde. Vorteil der LED Lampen ist auch, dass sie vom ersten Moment an 100 Prozent ihrer Lichtleistung abgeben. Sie sind teilweise dimmbar und haben eine extrem lange Lebensdauer. Mehr Infos zu LED finden Sie hier.

So funktionieren LED Leuchten

LED ist die Abkürzung für Leuchtiode und bezeichnet ein Licht emittierendes Halbleiter Bauelement. Sie sind sehr klein und stellen quasi punktförmige Lichtquellen dar, die in eine Kunststoffhülle, die als Schutz und als Optik dient, gegossen wurden.

Sie erzeugen ihr Licht aus einem Kristall, der ähnlich wie eine Diode aus der Elektronik aufgebaut ist und aus zwei entgegengesetzt aufgeladenen Schichten besteht. Auf der einen Seite herrscht demnach ein Überschuss – auf der anderen ein Mangel. Wenn durch den Kristall, also die Leuchtiode, dann Strom fließen kann, wird Energie in Form von Licht abgegeben

Als Grundmaterial für den Kristall werden Verbindungshalbleiter, also Kristalle die je nach Farbe aus Elementen der 3. und 5. Hauptgruppe des Periodensystems bestehen, verwendet.

Wie entsteht blaues oder rotes Licht?

Dass für die unterschiedlichen Farben unterschiedliche Materialien verwendet werden müssen, ergibt sich aus der energetischen Struktur der Halbleiterkristalle.  Haben die Elektronen eine niedrige Energie befinden sich in einem Energiebereich der auch als Valenzband bezeichnet wird und können sich nicht frei bewegen. Erst ab einer gewissen Mindestenergie ist freie Bewegung – und somit Stromfluss – möglich. Dieser Energiebereich wird analog auch Leitungsband genannt.

Bei der Rekombination fallen die Elektronen vom Leitungs- ins Valenzband. Dieser Unterschied an Ladung wird als Licht abgegeben, dessen Farbe sich je nach Größe des Energieunterschieds richtet. Eine kleine Bandlücke führt zu roter Farbe oder zu infrarot – eine große Bandlücke ergibt blaue Farbe oder sogar UV. Um eine beliebige Lichtfarbe zu erzeugen, können rote, grüne und blaue LEDs kombiniert werden und jede Lichtfarbe – sogar weißes Licht – erhalten werden

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