元件的效率能超過100%?是口誤還是真相?
發布時間:2015-01-29 責任編輯:echolady
【導讀】熱力學定律讓我們知道元件的效率無論如何都不能達到100%,然而很多廣告或者文章中都提到,效率能夠實現100%甚至以上,我寧願相信是口誤。效率能接近100%有可能是真的,但是要達到甚至超過,可信度太低。那麼這種說法到底是口誤還是真相?
當我最近看到某篇媒體報導的標題是“8,000%效率的 LED 實現超低功率資料傳輸”時,簡直是嚇得目瞪口呆;比100%高一點也就算了,但8,000%實在是吹牛到離譜。我本來猜想那有可能是筆誤,本來大概是寫80%,隻是編輯手抖了一下多按了兩個0…但事實證明,標題沒有寫錯。
效率的改善取決於你如何以及在何處量測輸入與輸出功率,再加上LED本身與量子機構的微妙之處;上述報導的開頭是這樣寫的:“特定的LED在加熱且以非常低功率運作時,會展現超過100%的電-光功率轉換效率;這種效應來自於LED抽汲的熱電…其設定為以3 x 10-3的位元錯誤率,每秒傳輸3kbit,每位元能源耗量僅40 fJ。”
簡單來說,該LED會預先汲取熱能,然後該能量會透過光學資料位元進行分配,同時LED本身不需要消耗額外的相應功率──這種效應有很多名稱,例如電致發光(electro-luminescent)、EL致冷、電致發光致冷(electroluminescent refrigeration)、熱光子致冷(thermophotonic cooling)以及光熱致冷(optothermionic refrigeration)。
對於其運作原理我了解不多,包括一種高度特製化的銻砷化銦镓/銻化镓(GaInAsSb/GaSb)雙異質結構LED;根據報導,這種結構在LED光電轉換效率8000 ±1700%下,能偵測7.66 ±1.6 pW的光功率。我理解這意味著該效率參數會有高於20%一點點的容限,其好壞見仁見智。
功率量測──特別是與超低功率光學元件而非電子元件相關的──非常不容易實作且其一致性是非常善變的;在那些低功率元件的每個光子沒有太多淨空高度或距離。而對於這種元件我總是有幾個很嚴肅合理的問題:你如何能自信地量測這麼低的能量與功率?
你怎麼知道你量測的是你實際上要量測到的、而(er)不(bu)是(shi)因(yin)為(wei)一(yi)廂(xiang)情(qing)願(yuan)而(er)無(wu)意(yi)之(zhi)間(jian)被(bei)扭(niu)曲(qu)的(de)人(ren)造(zao)數(shu)字(zi)?而(er)你(ni)又(you)是(shi)怎(zen)麼(me)驗(yan)證(zheng)校(xiao)準(zhun)你(ni)的(de)量(liang)測(ce)儀(yi)器(qi)之(zhi)可(ke)信(xin)度(du)?如(ru)果(guo)你(ni)曾(zeng)經(jing)從(cong)事(shi)超(chao)級(ji)敏(min)感(gan)的(de)電(dian)氣(qi)或(huo)光(guang)學(xue)功(gong)率(lv)量(liang)測(ce),你(ni)用(yong)什(shen)麼(me)步(bu)驟(zhou)來(lai)根(gen)據(ju)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)等(deng)因(yin)素(su)設(she)定(ding)並(bing)補(bu)償(chang)你(ni)的(de)量(liang)測(ce)儀(yi)器(qi)?
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