Mientras el Premio Nobel de Física 2014 ha recaído en los inventores de una nueva fuente de luz de alta eficiencia energética y más respetuosa con el medio ambiente- el LED azul, los investigadores de la Universidad de Cambridge están acelerando su trabajo para producir LED de nitruro de galio (GaN LED) más rentables que puedan tener un uso generalizado en los hogares y oficinas.
En el Reino Unido, tienen los costes más bajos para el cultivo de GaN LED en silicio que en cualquier otro lugar conocido según los investigadores de la Universidad de Cambridge, lo que supone una ventaja que en potencia colocaría a Gran Bretaña en la vanguardia de la investigación LED.
El fabricante británico Plessey Semiconductors está compitiendo para ser la primera compañía en hacer LED de bajo consumo para la iluminación del hogar a un precio que los consumidores pagarán, y están usando una tecnología desarrollada por los investigadores de Cambridge.
La historia de Plessey
En 2012, Plessey adquirió tecnología para hacer crecer un material hecho por el hombre que puede emitir luz en cualquier banda del espectro de color cuando la electricidad pasa a través de él. La compañía reinstauró la actividad en una planta de procesamiento que estaba en suspensión de actividad, creando nuevos puestos de trabajo y contratando a tres investigadores de la Universidad de Cambridge. Su objetivo: poner iluminación eficiente al alcance financiero del consumidor.
Los prototipos de sus LED salieron de la línea de producción al final de ese año, y en abril de 2013, la compañía se preparaba para cumplir con sus primeros pedidos comerciales. En sólo 15 meses, Plessey con sede en Plymouth había pasado de no haber fabricado un LED en su historia a ser el primer fabricante del mundo de LED hechos sobre sustratos de silicio de gran diámetro disponibles comercialmente.
Hoy en día, la compañía está abordando un mercado global que, según un informe publicado en 2013 por WinterGreen Research, podría alcanzar los 42 mil millones de dólares para 2019. La competencia entre los fabricantes (incluyendo Toshiba y Samsung) en su lucha por liderar el mercado de los LED de precios competitivos ha sido intensa, e impulsada por la creciente demanda de luces de bajo consumo. Pero lo que le da a Plessey una ventaja sobre sus competidores es su capacidad para fabricar LED a una fracción de los costes habituales, gracias a un proceso único desarrollado por el Profesor Sir Colin Humphreys en el Centro de Cambridge para el Nitruro de Galio.
Tecnología de crecimiento de GaN más barata
Los LED de nitruro de galio azul y blanco (GaN LED) se han comercializado en todo el mundo desde que Shuji Nakamura de Japón desarrollara un método de crecimiento de capas finas de GaN sobre zafiro a principios de 1990. Aunque ahora se espera que los GaN LED dominen el mercado mundial de la iluminación, tanto su rendimiento como sus costes necesitan ser mejorados.
El equipo de Humphrey ha desarrollado una forma de crecimiento de GaN sobre el sustrato de silicio mucho más barato y, sobre todo, ha ideado un medio de ampliar la producción para fines comerciales. «Tenemos los costes para el cultivo de GaN LEDs en el silicio más bajos que cualquier otra organización que conozcamos», explicó Humphreys. «Potencialmente, esto es una ventaja que pone a Gran Bretaña a la vanguardia de la investigación LED.»
Los LED utilizan menos energía que otras formas de iluminación. En el Reino Unido, los hogares dedican el 20% de su energía a la iluminación y, dado que los LED utilizan 90% menos de energía que las bombillas incandescentes, Humphreys estima que la eficiencia energética superior de los LED podría ahorrar el Reino Unido unas 2.000 millones de libras al año en energía (unos 2.520 millones de euros), además de reducir las emisiones de CO2. No es de extrañar que los LED hayan sido aclamados como una revolución de la iluminación.
Sin embargo, son muy pocos los hogares que han invertido en LED para su iluminación. «Una bombilla LED equivalente de 48 vatios cuesta alrededor de 15 libras (unos 19 euros). A pesar de que le ahorrará dinero a la gente durante su vida útil, muy poca gente va a pagar esto. Creemos que podemos reducir el coste a las 3 libras», dijo Humphreys.
Fuente: Creative Commons.
Fotos: University of Cambridge,
Department of Materials Science & Metallurgy
