Станет ли в будущем возможной подзарядка аккумуляторной батареи мобильного устройства от рассеянного света из внешнего источника? Специалисты известной японской компании Kyocera, специализирующейся, помимо всего прочего, на технологиях получения солнечной энергии, работая совместно с учеными из университета Иллинойса, наглядно продемонстрировали такую возможность. Они создали своего рода двунаправленные светодиоды, которые способны не только излучать свет, но и поглощать, превращая его в электрическую энергию.
Матрицы двунаправленных светодиодов состоят из крошечных наностолбиков, состоящих из полупроводниковых материалов трех разных типов. Эти наностолбики, диаметром около 5 нанометров, закреплены на поверхности тонкопленочного материала. Один из полупроводниковых материалов эффективно излучает и поглощает свет, а два оставшихся материала служат для улучшения условий протекания электрического тока через структуру из первого материала. Такая необычная комбинация позволяет светодиодам эффективно испускать и поглощать свет в одно и тоже время.
Режим, при котором происходит излучение света, переключается на режим поглощения света с частотой, на три порядка большей, нежели частота обновления обычных экранов. Это совершенно незаметно для человеческого глаза и у человека создается впечатление, что экран светится стабильно и постоянно.
В режиме поглощения света светодиоды ведут себя подобно элементам обычных солнечных батарей, поглощая свет за счет фотогальванического эффекта. В настоящее время исследователям удалось создать лишь маленький прототип дисплея на новых двунаправленных светодиодах, но результаты испытаний прототипа говорят о том, что на базе данной технологии можно будет создать дисплеи, работающие исключительно за счет получаемой ими же энергии, конечно при условии наличия достаточного уровня внешнего освещения.
Но создание дисплеев, находящихся на энергетическом самообеспечении, является достаточно далекой перспективой. Однако, у данной технологии имеется область практического применения и уже прямо сейчас. Дисплеи, построенные на базе двунаправленных светодиодов, могут выступать в роли светочувствительных датчиков, которые позволят электронным устройствам реагировать запрограммированным образом на внешние световые сигналы. Такая способность может использоваться для создания интерактивных систем, способных распознавать находящиеся перед экраном объекты и реагировать на жесты раньше, чем палец человека или световое перо коснется поверхности экрана.
Помимо всего вышесказанного, новые дисплеи смогут самостоятельно адаптировать яркость из свечения в зависимости от уровня и характера внешнего освещения. Такая технология подстройки яркости уже используется в некоторых современных ноутбуках и смартфонах, но реализуется она при помощи отдельного светочувствительного датчика или датчика камеры этого устройства. Технология автоматической подстройки яркости также может оказаться очень полезной в условиях неравномерного освещения, к примеру, при использовании смартфона в лесу ярким днем. «Размазанный» по поверхности дисплея светочувствительный датчик позволит подстроить яркость свечения каждого пикселя дисплея, компенсируя неравномерность освещения участков, освещенных прямыми солнечными лучами, и участков дисплея, находящихся в тени, отбрасываемой листьями.
В настоящее время исследователям удалось создать только красные двунаправленные светодиоды. Но они уже работают над созданием аналогичных светодиодов синего и зеленого цветов свечения, что делается за счет точного подбора состава материала наностолбиков и их геометрических размеров. Кроме этого, исследователи работают в направлении увеличения эффективности процесса поглощения света и преобразования его в электрическую энергию.
Источник:
