Półprzewodniki odnoszą się do materiałów charakteryzujących się przewodnością pomiędzy przewodnikami i izolatorami w temperaturze pokojowej. Półprzewodnik to rodzaj materiału o kontrolowanej przewodności, od izolatora po przewodnik. Z punktu widzenia nauki, technologii i rozwoju gospodarczego półprzewodniki wpływają na codzienną pracę i życie ludzi. Dopiero w latach trzydziestych XX wieku materiał ten został doceniony przez środowisko akademickie.
Półprzewodniki są stosowane w obwodach scalonych, elektronice użytkowej, systemach komunikacyjnych, wytwarzaniu energii fotowoltaicznej, zastosowaniach oświetleniowych, konwersji mocy dużej mocy i innych dziedzinach.
1. Zastosowania fotowoltaiczne
Efekt fotowoltaiczny materiałów półprzewodnikowych jest podstawową zasadą ogniw słonecznych. Obecnie fotowoltaiczne zastosowanie materiałów półprzewodnikowych stało się gorącym tematem i jest to najszybciej rozwijający się i najlepiej rozwinięty rynek czystej energii na świecie. Głównymi materiałami do produkcji ogniw słonecznych są materiały półprzewodnikowe. Głównym standardem oceny jakości ogniw słonecznych jest współczynnik konwersji fotoelektrycznej. Im wyższy współczynnik konwersji fotoelektrycznej, tym wyższa wydajność robocza ogniw słonecznych. Ogniwa słoneczne dzielą się na ogniwa słoneczne z krzemu krystalicznego, ogniwa cienkowarstwowe i ogniwa złożone III-V, w zależności od różnych zastosowanych materiałów półprzewodnikowych.
2. Zastosowania oświetleniowe
LED to półprzewodnikowa dioda elektroluminescencyjna zbudowana na tranzystorze półprzewodnikowym. Półprzewodnikowe źródło światła wykorzystujące technologię LED ma niewielkie rozmiary, umożliwia realizację płaskich opakowań, ma niską wartość opałową podczas pracy, jest energooszczędne i wydajne, ma długą żywotność produktu, szybką reakcję, jest ekologiczne, przyjazne dla środowiska i wolne od zanieczyszczeń . Można go również rozwinąć w produkty lekkie, cienkie i krótkie. Gdy się pojawi, szybko zyskuje popularność i staje się nową generacją wysokiej jakości źródła światła. Jest szeroko stosowany w naszym życiu. Takie jak sygnalizacja świetlna, podświetlenie produktów elektronicznych, źródła światła do upiększania miejskiego krajobrazu nocnego, oświetlenie wewnętrzne i inne dziedziny.
3. Konwersja mocy o dużej mocy
Wzajemna konwersja prądu przemiennego i prądu stałego jest bardzo ważna dla użytkowania urządzeń elektrycznych i stanowi niezbędną ochronę urządzeń elektrycznych. Wymaga to urządzenia do konwersji mocy. Węglik krzemu ma wysoką wytrzymałość na napięcie przebicia, szeroką przerwę wzbronioną i wysoką przewodność cieplną. Dlatego urządzenia półprzewodnikowe SiC doskonale nadają się do zastosowań o dużej gęstości mocy i częstotliwości przełączania. Jednym z nich są urządzenia do konwersji mocy. Inne właściwości komponentów z węglika krzemu w wysokiej temperaturze, wysokim ciśnieniu i wysokiej częstotliwości sprawiają, że są one szeroko stosowane w wierceniu głębokich studni, falownikach w urządzeniach wytwarzających energię, konwerterach energii elektrycznych pojazdów hybrydowych, konwersji mocy trakcyjnej lekkich pociągów kolejowych i innych dziedzinach. Ze względu na zalety samego SiC i zapotrzebowanie branży na lekkie i wysokowydajne materiały półprzewodnikowe na tym etapie, SiC zastąpi Si i stanie się najszerzej stosowanym materiałem półprzewodnikowym.
