発電機としてのLED

おそらくご存じのように、通常の発光ダイオードは安価でユビキタスなインジケーターとしては非常に便利ですが、発電機としても機能します。メカニズムは、太陽電池パネル、別名ソーラーパネルで利用されているものと同じです。

LEDが光にさらされると、アノードからカソードに流れる電流が生成されます。この電流を使用して、デバイスに直接電力を供給したり、コンデンサを充電したりして、周期的な負荷が必要に応じて蓄積された電荷を一度に使用できるようにすることができます。

含まれる値をよりよく理解するために、短絡電流は数十ナノアンペアから数マイクロアンペアの範囲ですが、開回路電圧はLEDの標準の順方向電圧よりも若干低くなります。

私は現在、LEDをテストしてそれらが自分のアプリケーションに適しているかどうかを確認するためにさまざまなLEDを選択しているところですが、主に電源につながるものを使用するとお金の点で便利であるだけでなく、太陽電池または他の多くの側面では、フォトダイオードでも良い選択です。私が見たどのメーカーもデータシートに光生成電流をリストしておらず、これは私には十分に思えますが、何千ものLEDのテストを避けたいので、選択した範囲のLEDを購入したいので、よりよく理解する必要があります光生成につながる基本的なメカニズム。

ダイオード方程式を書き留めましょう：

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

どこで技術に依存し、ダイ面積依存しています。I Gは生成電流であり、最大化に興味があるパラメーターです。$I_s=J_s\cdot A$$I_G$

これが私が考えたいくつかのことです：

LEDが運ぶエネルギーがギャップより大きい場合にのみLEDが光線を吸収できるため、LEDの色は、スペクトルのより広い部分を吸収できるようにするために、低エネルギー（低周波数）ギャップのLEDを選択する必要があります。このため、赤色または赤外線のLEDを選択しました。

最大電流最大順電流は、ダイ面積と電力消費能力に比例します。光生成電流は面積に比例するため、高電流LEDを選択するのが賢明なようです。

順方向電圧これは開回路電圧にいくらか関連しており、現在私には問題ではなく、光生成電流とは関係がないと思います。

逆電流これが光生成電流とどのように関係しているのかはわかりませんが、逆電流が大きいほど、面積も大きくなるので、良いことです。

破壊電圧これは光生成と関係があるとは思いません。

私の質問は最後に：
私の分析に同意しますか、そして私は何かが足りないと思いますか？
またはそれ以上
サプライヤーのLEDセクションで太陽光発電パネルを検索するときに確認するパラメーターは何ですか？

LEDの色 -同意します。低エネルギーの発光を持つLEDは、可視スペクトルで効果的に広い「吸収帯」を持つ必要があります。

逆流 -これには問題があると思います。これは、下にあるダイオードの「多孔性の問題」であるため、光生成電流の一部またはすべてに損失経路がある可能性があります。私は（逆の実験データを除いて）、順方向電流に比例してリークが少ないLEDを探します。

リストで気づかなかった1つの項目ですが、それが重要な要素であると判明する可能性があると思います：
変換効率 -他のコンポーネントを「逆方向」に使用した経験では、（設計どおりに）電動でより効率的に機能するコンポーネント電気的に生成する場合、ほとんど常により効率的です。したがって、比例して高い光出力/電力効率のLEDを使用することを強くお勧めします（LEDの色の引数のため、「色温度」はここでは適用されない場合があります）。

私はあなたが何かを欠いていると信じています-コレクターエリア。LEDは非常に小さいチップ寸法で作られています。これは、パワーを生成するときに、「適度な」光強度に対して非常に少量の光パワーしか遮断しないことを意味します。

さらに、証明することはできませんが、LEDはその発光帯域内の光にのみ反応するのではないかと思います。これは、太陽光や周囲光などの広帯域光源を使用した場合、発電デバイスとしてのLEDの効率を大幅に低下させます。光。これは十分に簡単にテストできます。別の色のLEDでLEDを照らしてみてください。

あなたは検出器としてForrest MimsとLEDをググすべきです。これが私の最初のヒットです。フォレストはこれを80年代に行いました（？）

私の以前の答えが削除されることが発表されているので、私が言えることは、私が知っていることであり、それ以上は推測していません。緑のLEDが光に敏感な化学反応を知らない場合は、申し訳ありません。私が知っていることだけを公開しています。

緑のLEDは、フォトディテクター/ジェネレーターとして最高の応答を示すものです。私は非常に高レベルのオーディオ処理機器の製造元である雇用主にテストして、フロントパネルの緑色のLEDインジケーターが写真のフラッシュとして回路内にスパイクを誘導していることを実証しました。緑のLEDは、太陽光の追跡/検知のためにヘリオスタットでも使用されます。それらの出力は非常に控えめですが、他の色よりも優れています。ウェブはまた、主にヘリオスタットの太陽追跡回路での動作を明らかにする必要があり、私は数年前に自分で北壁のカビを殺すために自分で構築しました。

色（および順電圧）は、考慮していない影響があります。順電圧は色によって異なるため、特定の電流に対して得られる電力は色/順電圧によって異なります。

反対論者のVladは無視してください-可能であれば、ここにすばらしい実用的な研究プロジェクトがあります。過去にこれを使用して、fetゲートを直接駆動したり、設定用のデータ入力として使用したりしました。本当にタイムリーなアイデアです。ナノパワーICの+大面積/大アレイLEDは、それらが実行可能なエネルギー源になる可能性があることを意味します。それに関する研究データが必要です。理論はたくさんありますが、データはありません。

あなたは電球用に作られたLEDフィラメントを試してみたいかもしれません。

それはあなたの質問に直接答えるものではありませんが、それらは〜20個のLEDダイが直列に並んだ標準的な生産部品です。

aliexpressでは、白と赤のバージョンがあり、長さもいくつかあります。LEDの大きなCOBアレイや、1つのパッケージに4つの大きなダイがあるように見える5W LEDもあります。これらはすべて、より高い電圧を発生させる可能性があります。

一部のベンダーは、競合他社よりも大きなダイを使用していると自負しており、おそらくこれらが望ましいでしょう。

白いLEDは青いダイを使用しており、蛍光体コーティングがLEDが変換できる波長範囲外の光をダウンコンバートすることを期待しています。冷たい白いLEDは変換が少ないです。したがって、冷たい白と赤が最もよく機能します。

未解決の質問：

• 強い日光の下でのエネルギー
• 屋内光の下でのエネルギーespはライトを導きました。ウォームvsコールドホワイトパワー出力
• 温度の影響。
• LEDテクノロジー（ガン対藻類）と波長の違い
• 大きいダイと小さいダイの相対的な効率。（0.25mmのダイは、1mmのダイよりもアクティブ領域の比率がはるかに低い場合があります
• エージング（クラップLEDの標準的な故障モードは、ダイ全体にバイパス抵抗が発生することです。