come funziona un led? - Eventi dell`Università di Parma

I LED ILLUMINANO IL FUTURO
LED rossi, verdi e blu sono necessari per ottenere lampade con luce bianca (= combinazione dei
tre colori). L’invenzione del LED blu a inizio Anni ’90 (il LED rosso e verde erano già disponibili da
tempo) ha rivoluzionato il settore dell’illuminazione (rappresenta il 25% del consumo mondiale di
energia elettrica), permettendo di sviluppare nuove lampade a LED, più efficienti e flessibili.
COME FUNZIONA UN LED?
Il diodo LED (dall’acronimo inglese LED ‘Light Emitting Diode’: diodo ad emissione luminosa) è un dispositivo a
semiconduttore che emette luce visibile quando è attraversato da una corrente elettrica.
La struttura di un dispositivo LED è composta da:
→ substrato
→ strato n di carica negativa (elettroni)
→ strato attivo di carica neutra
→ strato p di carica positiva (buche o lacune)
Applicando tensione tra gli strati n e p, le cariche
negative e positive confluiscono nello strato attivo e, ricombinandosi, generano energia sotto forma di luce. La luce
emessa da un diodo LED è quasi monocromatica; il colore della luce (l’energia dei fotoni emessi) è determinato dalle
caratteristiche del materiale semiconduttore. I fotoni vengono emessi per emissione spontanea in tutte le direzioni.
Vantaggi delle lampade a LED (rispetto a lampade a incandescenza, alogene, fluorescenti):
→ efficienza: fino al 90% di elettricità in meno per emettere luce (maggiore flusso luminoso per unità di potenza
elettrica);
→ durata: hanno un tempo di vita molto più lungo (fino a 50000 ore per le lampade a LED, 1000 ore per quelle a
incandescenza, 10000 ore per quelle fluorescenti);
→ sicurezza: generano calore in quantità trascurabile (nei LED si ha conversione diretta dell’energia elettrica in
luce, nelle lampade tradizionali si ha conversione diretta della maggior parte dell’energia
elettrica in calore);
→ sostenibilità: sono realizzati con materiale non tossico e riciclabile;
→ solidità.
Le loro applicazioni in ambito domestico, urbano, architettonico e artistico sono ormai
molteplici. Le lampade a LED rappresentano la soluzione di illuminazione ideale in
assenza di energia elettrica, poiché richiedono una potenza ridotta per l’emissione di
luce e possono essere alimentate con pannelli solari a basso costo. Permettono quindi un
significativo miglioramento della qualità della vita (benefici economici, sociali, di salute e
ambientali) per tutte le persone nel mondo (circa 1.3 miliardi, di cui 600 milioni in Africa)
che non hanno accesso alla rete elettrica. Molte di queste persone utilizzano infatti per
l’illuminazione lampade a cherosene (luce debole, emissione di fumi tossici, costo elevato,
estrema pericolosità) con conseguenze negative sulla vita sociale e sulla salute (conclusione
anticipata della giornata, inquinamento dell’aria negli ambienti chiusi).