Rekord für infraroten Osram-Chip-Prototyp

Einen bisher unerreichten Wert demonstriert der infrarote Chip-Prototyp mit seinem Wirkungsgrad von bis zu 72 Prozent. Seine Lichtleistung liegt mit 930 Milliwatt bei 1 Ampere Betriebsstrom im Laboraufbau um 25 Prozent über der Lichtleistung derzeit am Markt verfügbarer Varianten, womit künftige Infrarot-LED noch energieeffizienter werden.

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Der infrarote Dünnfilmchip schafft den Sprung auf 72 Prozent Wirkungsgrad [Bild: OSRAM GmbH]

Der neue 1-mm2 große infrarote Chip überzeugt mit einem Wirkungsgrad von bis zu 72 Prozent und hoher Quanteneffizienz, die bis zu 1 Ampere bei circa 65 Prozent bleibt [Bild: OSRAM GmbH]

Gemessen wurde bei Raumtemperatur und einem Gleichstrombetrieb bis 1 Ampere. Mit einer Wellenlänge von 850 Nanometern zielt der Chip vor allem auf einen Einsatz in Infrarot Beleuchtungsanwendungen.

Einem Meilenstein gleich kommen die Entwicklungsergebnisse aus den Regensburger Laboren: Der Prototyp eines 1-mm2-Chips in infraroter Dünnfilm-Chiptechnologie erreicht bei einem Betriebsstrom von 100 Milliampere einen Wirkungsgrad von 72 Prozent. Der Wirkungsgrad, oder Wall Plug Efficiency (WPE), bezeichnet dabei die erhaltene Strahlungsleistung im Verhältnis zur eingesetzten elektrischen Leistung.

Die externe Quanteneffizienz (EQE) – die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung eines Photons und dessen Auskopplung aus dem LED Chip pro Elektron -- beträgt bis zu 67 Prozent und bleibt auch bis zu 1 Ampere Betriebsstrom über 64 Prozent.

Die Wellenlänge des Chip-Prototyps von 850 Nanometern ist perfekt abgestimmt auf die Infrarot-Beleuchtung, vor allem für Überwachungsaufgaben und CCTV-Kameras. Hinzu kommen sicherheits-relevante Anwendungen im Automobilbereich, wie Precrash-Sensoren oder Beleuchtungsquellen für Nachtsichtgeräte.

„Die Ergebnisse in der Effizienz- und Helligkeitssteigerung lassen sich von den 850 Nanometern auch auf andere Wellenlängen übertragen.“ erklärt Markus Bröll, Projektleiter Entwicklung IRED Chips bei Osram Opto Semiconductors in Regensburg. „Damit können künftig sehr energieeffiziente Lösungen für die infrarote Beleuchtung realisiert werden“. In Anwendungen mit mehreren Chips kann man so weniger Komponenten einsetzen und spart damit Geld und Energie.

Die Ergebnisse der Entwicklungsarbeit werden nun Schritt für Schritt umgesetzt, die Serienreife des neuen Chips wird Anfang bis Mitte nächsten Jahres erwartet.