碳化硅SiC正在改变太阳能(néng)产业

2020-03-12

2013年，Lux Research(卢克斯研究所)发布了一份报告，估计太阳能(néng)逆变器分(fēn)立器件市场将在2020年猛增至14亿美元。随着对可(kě)再生能(néng)源的碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）的兴趣日益浓厚，这一估计如何获得成功应用(yòng)，特别是太阳能(néng)。

碳化硅在太阳能(néng)中的作用(yòng)是什么？

太阳能(néng)发電(diàn)设备所产生的電(diàn)能(néng)要与電(diàn)网进行组网，逆变器是太阳能(néng)電(diàn)池板与電(diàn)网的关键中心。而碳化硅(SiC)是逆变器的核心元件。高性能(néng)的碳化硅将使逆变器和转换器的使用(yòng)寿命更長(cháng)，工作效率更高，且降低成本。美國(guó)人非常重视碳化硅在逆变器中的应用(yòng)，且其政府专门成立了一个研究所用(yòng)于研究碳化硅。

碳化硅在太阳能(néng)行业的应用(yòng)

许多(duō)制造商(shāng)正在利用(yòng)碳化硅来设计制造与太阳能(néng)应用(yòng)兼容的设备。比较新(xīn)的一种是安森美半导體(tǐ)（ON Semiconductor），该公司提供各种可(kě)处理(lǐ)900 V和1200 V的碳化硅 MOSFET。特别是，这两个新(xīn)设备可(kě)以分(fēn)别处理(lǐ)118 A和103A。

英飞凌发布了新(xīn)的低温碳化硅MOSFET，R _DS（on）至107mΩ的650 V设备已在電(diàn)信，工业，電(diàn)动汽車(chē)和太阳能(néng)应用(yòng)等领域证明了其实用(yòng)性。UnitedSiC是另一家以碳化硅器件而闻名的公司，该公司提供UF3C系列的650 V和1200 V 碳化硅 FET，与英飞凌的650 V 低温碳化硅 MOSFET一样，其R _DS（on）低至27mΩ 。这是一个重要的属性，因為(wèi)它表示设备导通时，其漏极和源极之间存在的電(diàn)阻量。荷兰有(yǒu)一家太阳能(néng)車(chē)队应用(yòng)了UnitedSiC公司的碳化硅MOSFET参加了澳大利亚3000公里比赛。 

由于功率等于I 2 R，并且这些单元可(kě)以承载85 A的電(diàn)流，这意味着即使在0.027Ω的情况下，这些单元也可(kě)以提供200 W的功率。 对于太阳能(néng)逆变器，降低发热量至关重要！因此，低RR DS（on是影响逆变器寿命的重要因素。

太阳能(néng)采集系统

日本滋贺大學(xué)研究人员进行了一项研究，為(wèi)移动设备创建光伏发電(diàn)系统，在200瓦以下的应用(yòng)中评估了碳化硅器件的有(yǒu)效性。研究人员采用(yòng)了大功率的電(diàn)路设计，该電(diàn)路根据太阳的强度和可(kě)用(yòng)能(néng)量不断调整负载条件。

使用(yòng)ROHM Semiconductor的四个SCT3060AL 碳化硅 FET，该器件的逆变器能(néng)够以200 kHz的频率进行开关，从而使體(tǐ)积和重量减少了35％。研究人员得出的结论是：基于碳化硅的逆变器表现出的峰值直流DC-AC转换效率高于传统的Si逆变器。

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