“白炽”一词也许可以很好地体现偏爱传统灯泡的人们对其低能耗替代品的愤怒。2009年3月，欧盟委员会正式宣布将在2012之前分阶段淘汰白炽灯泡。美国也将在2014年之前逐步淘汰白炽灯泡。目前，澳大利亚、巴西和瑞士等国已经不再使用白炽灯泡。今年年初，自欧盟决定9月起将禁止销售100瓦传统灯泡后，英国民众竞相购买最后的100瓦白炽灯泡。

 

　　那么用什么来取代白炽灯泡呢？虽然通过炽热(即加热)获得照明的方法可追溯到史前时代，但直到1879年才由托马斯·爱迪生(Thomas Edison)演示了实用的金属丝玻璃灯泡样品。现代灯泡都是由此衍生而来，价格虽然便宜(大约50美分一只)，但效率低下，只有大约5％的能量转换成光，其余的都以热量形式散发掉了。普通灯泡每1000小时就需要进行更换。

 

　　如果不更换电灯配件，那么目前白炽灯最便宜的替代品就是紧凑型荧光灯(CFL)，俗称节能灯。这种荧光灯可节省75％左右的电能，使用寿命比白炽灯长10倍，但价格比较高，每只要3美元左右，这个价格使一些人望而却步，这也是荧光灯为什么会积压的原因之一。也有一些人不满意其光线的质量，因为其光谱不同于人们习惯的白炽灯光谱。而且，CFL灯泡需要一定时间才达到最亮，不适合短时间使用的场合。有些人还担心CFL灯泡对人体健康有害。CFL利用电能激发汞蒸汽，产生紫外线，从而使灯泡内的磷涂层发光。CFL灯光会闪烁，可能引发癫痫发作，质量差的还可能出现紫外线辐射泄漏，有致癌的危险。

 

　　除此之外，最有希望的替代产品是发光二极管(LED)。LED由两层半导体材料组成，一层为“n型”，其中含有盈余的负电子，另一层正极为“p型”，含有丰富的“空穴”。当接通电流时，电子和空穴就会在两种材料的交接处集结，能量就以光的形式释放出来。光的颜色取决于半导体的特性，通过调整半导体的特性来调节合适的光色，但并不释放紫外线或热量。

 

　　LED已不只用作电子产品上的红色指示灯。手电筒、街灯，甚至汽车前灯也可以使用。现在，作为白炽灯直接替代品的第一批LED正在投放市场。有些LED灯具，如飞利浦万事达LED灯具，其节电率可望高达80％，工作寿命足有45000小时。但它价格不菲，在英国每只售价大约为40英镑(合56美元)。

 

　　即便如此，LED仍然是经济实惠的。家庭照明所占比例不高，而商业和公共组织要比家庭承担更多的成本――除了电费以外，他们还必须支付更换坏灯泡的费用。不过，要想让LED灯具为家庭所接受，其成本必须降下来。

 

　　生产效率的提高有助于降低成本，但成本降低的关键还在于技术突破。最近英国剑桥大学氮化镓中心在这方面取得了开拓性的创新。氮化镓可以用来制造蔚蓝色LED，磷化合物可吸收蓝光并发出黄光。在此作用下，这些灯泡可以发出白光，与剩下的蓝光相结合，就形成一种冷白光。现在市面上的大多数白光LED都是利用了氮化镓的这种光学机制。

 

　　目前，LED都是利用积淀在蓝宝石的多层氮化镓制造出来的。蓝宝石性能优良，可以经受由超高温到低温的冷却过程，而不会出现裂缝等。然而，蓝宝石非常昂贵。剑桥大学的科林·汉弗莱斯(Colin Humphreys)及其同事们提出了他们的方案，即把氮化镓沉积到相对廉价的硅片上。这是一种可靠的方法，他们估计可以把生产成本降低到目前的十分之一。

 

　　相比较硅而言，氮化镓的原子晶格结构与蓝宝石的匹配性更佳，因此利用硅片制造LED极易出现缺陷。剑桥大学采用了额外沉积多层氮化镓材料，其中一层用作“压缩层”，以提供更大的吸收性；另一层用作超薄屏蔽层以提高制造精度。内量子效率可以反映LED在发光性能上的优劣程度，蓝宝石氮化镓LED的内量子效率大约是70％。而去年，汉弗莱斯博士的小组已经把硅基LED的内量子效率从15％提高到了45％。

 

　　汉弗莱斯估计，氮化镓LED也许可以做得更好。然而，即使在初级阶段，硅基氮化镓LED仍具有商业价值。除了硅的成本低廉以外，其加工也比较方便，可以应用更经济的6英寸(15 cm)基片，并在比较通用的制造设备上进行加工。

 

　　采用硅基LED将使照明的转变更有吸引力。目前，全世界大约20％的电用于照明。美国能源部认为，到2025年，LED照明将使这一比例下降一半，仅在美国就可以少建130多座新电站。

 

　　低成本的LED也将给新的地区带来光明。飞利浦公司计划将一种小型太阳能LED阅读灯投放非洲市场。据估计，那里有5亿人无法使用电。简约版的阅读灯预计售价不到15美元，是专为晚上做家庭作业的儿童设计的。以这种方式降低LED的成本，将给世界带来真正的光明。