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31.12.2010, 17:19 Uhr | dapd
Stehen die Energiesparlampen vor dem Aus? (Foto: imago)
Hightech im Wohnzimmer: Gerade haben wir uns an die klobigen Energiesparlampen gewöhnt, da bahnt sich ein neuerlicher Wandel in der Lichttechnik an. Leuchtdioden (LEDs) sollen künftig Wohnzimmer und Büros erhellen. Halbleiterchips liefern darin blaues Licht, das von einer Farbstoffschicht in weißes umgewandelt wird.
"Der LED-Trend ist nicht mehr aufzuhalten", sagt Physiker Andreas Waag von der Technischen Universität Braunschweig. Auf der Weltlichtmesse im April 2010 in Frankfurt wurden fast nur noch LED-Produkte ausgestellt. Neuartige dreidimensionale Nano-Leuchtdioden könnten in wenigen Jahren die Energiesparlampe ablösen. In den Entwicklungslaboren strahlen sie schon jetzt heller und verbrauchen weniger Strom als bisherige Leuchtmittel. Doch bis zur Serienreife haben Wissenschaftler noch einige Hürden zu nehmen.
Die Diode wandelt nahezu die Hälfte der elektrischen Energie in Licht um und ist damit sechsmal so effizient wie die Glühlampe, bei der über 90 Prozent als Wärme verloren gehen. LED-Licht lässt sich vollautomatisch dimmen und kontinuierlich in seiner Farbe verändern. Die Helligkeit in Büros und Wohnungen könnte dem natürlichen Verlauf des Sonnenlichts angepasst werden. Das wäre gesünder, proklamieren Lichttherapeuten.
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Allerdings müssen für eine Lampe gegenwärtig mehrere Dioden kombiniert werden, da eine einzelne Diode zu wenig Helligkeit spendet. Eine neuartige LED-Straßenlaterne einer Berliner Firma beinhaltet beispielsweise zwölf Dioden. Die hohe Zahl schlägt sich im Preis nieder, zumal die leuchtenden Chips verglichen mit herkömmlichen Leuchtmitteln ein Vielfaches kosten.
Forscher arbeiten deshalb daran, einerseits mehr Licht je Diode zu ernten und andererseits die Kosten zu senken. Im laufenden EU-Projekt SMASH sind Wissenschaftler aus 14 europäischen Universitäten und Firmen unter der Leitung von Osram Opto Semiconductors diesem Ziel nun ein entscheidendes Stück näher gekommen.
Während handelsübliche Dioden aus einem flachen Chip bestehen, entwickelt das Konsortium dreidimensionale Nano-LEDs: Auf einer Platte wird eine Art nanometergroße Hochhaussiedlung errichtet, deren Fassaden und Dächer vollständig erleuchtet sind. Nicht nur die Grundfläche liefert so Licht, sondern das gesamte Hochhausrelief. "Die Lichtausbeute verzehn- bis verzwanzigfacht sich dadurch", sagt Waag. Die Straßenlaterne würde mit nur einer dreidimensionalen Diode heller strahlen als gegenwärtig mit zwölf herkömmlichen Dioden. Die gesamte Lampe könnte kleiner gebaut werden und nähme weniger Platz ein. Die Kosten würden auf einen Bruchteil sinken.
Den Forschern ist es bereits gelungen, den Rohstoff der LEDs, das Halbleitermaterial Galliumnitrid, in der gewünschten Form auf einer Platte zu arrangieren. "Dazu nutzen wir das Prinzip der Selbstorganisation", erläutert Waag. Wenn die Platte wie ein Schachbrettmuster strukturiert und dann mit Gallium und Ammoniak bedampft wird, wachsen von selbst Häuser in die Höhe, ohne das Zutun der Forscher. Wie die Forscher auf einer Halbleitertagung in Florida berichteten, können sie inzwischen sogar die Maße der Nano-Hochhäuser exakt steuern. Die reproduzierbare Herstellung ist eine wichtige Voraussetzung für die geplante Produktion der dreidimensionalen LED.
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Doch noch leuchten die Testobjekte im Labor von Andreas Waag nur blau, nicht weiß. Damit eine Diode weißes Licht abstrahlt, wird sie gewöhnlich mit verschiedenen Farbstoffschichten überzogen, die das farbige Licht in weißes umwandeln. "Wir müssen die 3D-LED noch mit Farbstoff beschichten", nennt Waag eine der anstehenden Aufgaben. Der «Lack» soll nicht nur auf dem Dach der Hochhäuser haften, sondern auch an deren Wänden, da diese ebenfalls blau leuchten.
"Die gesamte Halbleiterproduktion ist im Augenblick auf flache Chips ausgerichtet", nennt Waag eine weitere Hürde, die das Konsortium noch nehmen muss. "Alle Fertigungsprozesse müssen in die dritte Dimension gebracht werden." Jedes Nano-Hochhaus muss mit Strom versorgt werden. Diese Verkabelung ist bisher noch nicht erfolgt. Die Technik dafür könne aber aus der etablierten Halbleiterelektronik entlehnt werden, hoffen die Forscher.
An der Universität Kassel entwerfen Forscher um Elektrotechniker Bernd Witzigmann die dreidimensionalen Leuchtdioden am Computer. Entgegen den Erwartungen entdeckten sie, dass sie sich reiner und leichter herstellen lassen als flache Halbleiterschichten. Die Spannungen im Material sind geringer, wenn es sich in die dritte Dimension ausdehnen darf und nicht in die Ebene gezwungen wird. "Die LEDs werden deshalb wesentlich preiswerter sein", glaubt Witzigmann. Zum Ablauf des Projektes in gut einem Jahr werde man einen Prototypen einer 3D-LED präsentieren, ist Witzigmann überzeugt, und in einigen Jahren rechnet er mit Serienprodukten.
Mit der Nano-Hochhausstruktur kann erstmals auch eine rein weiße LED entwickelt werden, die es heute nicht gibt", eröffnet Witzigmann eine weitere Zukunftsperspektive. Nach Ablauf des Projektes werde man sich verstärkt diesem Ziel widmen. Jedes Hochhaus müsste dafür in einer anderen Farbe leuchten, eines grün, das nächste blau, das übernächste rot. Im Gesamteindruck erscheine die Diode dann weiß. Das Auftragen von Farbschichten, heute eine notwendige, aber aufwendige Krücke, wäre dann überflüssig - und die Diode noch heller, weil das Licht keinen Farbstoff mehr passieren müsse.
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Quelle: t-online.de , dapd
(59)
pero schrieb:
am 27. Juli 2011 um 23:18:59
(0) 
(0)
ESL verbrauchen zuviel Energie
Na hoffentlich hart der Blödsinn mit den so genannten Energiesparlampen bald ein Ende. Bei mir führren diese
nur zu einem Mehrverbrauch: 100W Glühbirne brennt 1/2 Min., Mindestbrenndauer ESL: 5 Min. (damit sie nicht kaputt geht, Herstellerangabe) mit 20W -> Glühlampe 50Wmin. zu 100Wmin beider ESL, also doppelter Verbrauch! (dazu noch 4 1/2 Min. ohne dass jemand etwas davon hat)
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SmartSirius schrieb:
am 17. April 2011 um 20:24:30
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Der Artikel sollte wohl eher heißen "Kommt das Aus für die Regierung?"
Ich werde ihr nämlich bald den Gar-Aus bereiten ;) Hehe :) Klar,
gestern die Glühbirne, morgen die Energiesparlampe (die wohlgemerkt das zehnfache dessen kostet, was ich früher für simple Glühbirnen ausgegeben habe, ich rede von 4 Euro Energiesparlampen! Und übermorgen dann die LED? Und wer soll sich das leisten? Kostet ja nur läppische 30-50 Euro für ne ordentliche LED Lampe :D Ich sag ja, ich wette, dass die Regierung bald fallen wird. V wie Vendetta! Hat zufällig einer grad nen Raketenwerfer?
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Kalle schrieb:
am 13. Februar 2011 um 12:03:58
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Kanzlerin
Wie kann eine Kanzlerin, die in einem Mangelstaat aufgewaschsen ist eine marktwirtschaftlich orientierte Bundesrepublik führen!
Ich frage mich deshalb, wie lange darf sie dieses Spiel mit uns noch treiben?! Das schlimme ist nur, dass selbst die EU auf sie herein fällt. Deshalb: Die Mutti muss endlich zu ihren Wurzeln zurück, damit es keine zweite DDR gibt.
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