Halfgeleiders verwijzen naar materialen met geleidbaarheid tussen geleiders en isolatoren bij kamertemperatuur. Halfgeleider is een soort materiaal met regelbare geleidbaarheid, variërend van isolator tot geleider. Vanuit het perspectief van wetenschap, technologie en economische ontwikkeling beïnvloeden halfgeleiders het dagelijkse werk en leven van mensen. Pas in de jaren dertig werd dit materiaal erkend door de academische gemeenschap.
Halfgeleiders worden gebruikt in geïntegreerde schakelingen, consumentenelektronica, communicatiesystemen, fotovoltaïsche energieopwekking, verlichtingstoepassingen, energieconversie met hoog vermogen en andere gebieden.
1. Fotovoltaïsche toepassingen
Het fotovoltaïsche effect van halfgeleidermaterialen is het basisprincipe van zonnecellen. Momenteel is de fotovoltaïsche toepassing van halfgeleidermaterialen een hot topic geworden, en het is de snelst groeiende en best ontwikkelde markt voor schone energie ter wereld. De belangrijkste productiematerialen van zonnecellen zijn halfgeleidermaterialen. De belangrijkste maatstaf voor het beoordelen van de kwaliteit van zonnecellen is het foto-elektrische conversiepercentage. Hoe hoger de foto-elektrische conversie, hoe hoger de werkefficiëntie van zonnecellen. Zonnecellen worden onderverdeeld in zonnecellen van kristallijn silicium, dunnefilmcellen en III-V-samengestelde cellen, afhankelijk van de verschillende gebruikte halfgeleidermaterialen.
2. Verlichtingstoepassingen
LED is een halfgeleider-lichtgevende diode gebouwd op een halfgeleidertransistor. De halfgeleiderlichtbron die LED-technologie gebruikt, is klein van formaat, kan een vlakke verpakking realiseren, heeft een lage calorische waarde tijdens het werken, is energiebesparend en efficiënt, heeft een lange levensduur van het product, een snelle reactiesnelheid en is groen, milieuvriendelijk en vrij van vervuiling . Het kan ook worden ontwikkeld tot lichte, dunne en korte producten. Zodra het uitkomt, wordt het snel populair en wordt het een nieuwe generatie hoogwaardige verlichtingslichtbronnen. Het wordt veel gebruikt in ons leven. Zoals verkeerslichten, achtergrondverlichting voor elektronische producten, lichtbronnen voor stedelijke nachtelijke verfraaiing, binnenverlichting en andere velden.
3. Omzetting van hoog vermogen
De onderlinge omzetting van wisselstroom en gelijkstroom is van groot belang voor het gebruik van elektrische apparaten en vormt de noodzakelijke bescherming voor elektrische apparaten. Hiervoor is een apparaat voor stroomconversie nodig. Siliciumcarbide heeft een hoge doorslagspanningssterkte, een brede bandafstand en een hoge thermische geleidbaarheid. Daarom zijn SiC-halfgeleiderapparaten zeer geschikt voor toepassingen met een hoge vermogensdichtheid en schakelfrequentie. Apparaten voor stroomconversie zijn daar een van. Een andere prestatie van siliciumcarbidecomponenten bij hoge temperaturen, hoge druk en hoge frequentie zorgt ervoor dat het op grote schaal wordt gebruikt bij het boren van diepe putten, omvormers in apparaten voor energieopwekking, energieconverters van elektrische hybride voertuigen, omzetting van tractievermogen van lightrailtreinen en andere velden. Vanwege de voordelen van SiC zelf en de vraag van de industrie naar lichtgewicht halfgeleidermaterialen met een hoge conversie-efficiëntie in dit stadium, zal SiC Si vervangen en het meest gebruikte halfgeleidermateriaal worden.
