نیمه هادی ها به موادی گفته می شود که رسانایی بین هادی ها و عایق ها در دمای اتاق دارند. نیمه هادی ها به طور گسترده در زمینه هایی مانند مدارهای مجتمع، الکترونیک مصرفی، سیستم های ارتباطی، تولید برق فتوولتائیک، روشنایی و تبدیل توان بالا استفاده می شوند. به عنوان مثال، دیودها دستگاه هایی هستند که از نیمه هادی ها ساخته شده اند. مواد نیمه هادی رایج عبارتند از سیلیکون، ژرمانیوم، آرسنید گالیم و غیره. سیلیکون تاثیرگذارترین نوع کاربرد مواد نیمه هادی است.
زمینه کاربرد نیمه هادی:
1. کاربردهای فتوولتائیک
اثر فتوولتائیک مواد نیمه هادی اصل اساسی عملکرد سلول خورشیدی است. در حال حاضر، کاربرد فتوولتائیک مواد نیمه هادی به یک موضوع داغ تبدیل شده است و در حال حاضر سریع ترین و بهترین بازار انرژی پاک در حال توسعه در جهان است. ماده اصلی تولید سلول های خورشیدی مواد نیمه هادی است.
با توجه به مواد نیمه هادی مختلف مورد استفاده، سلول های خورشیدی به سلول های خورشیدی سیلیکونی کریستالی، باتری های لایه نازک و باتری های ترکیبی III-V تقسیم می شوند.
2. کاربردهای نورپردازی
LED یک دیود ساطع نور نیمه هادی است که بر روی ترانزیستورهای نیمه هادی ساخته شده است. با استفاده از فناوری LED، منبع نور نیمه هادی حجم کمی دارد و می تواند به بسته بندی مسطح دست یابد. این محصول دارای گرمای کم، کارایی انرژی، عمر طولانی محصول، سرعت واکنش سریع است و سبز، سازگار با محیط زیست و بدون آلودگی است. همچنین می توان آن را به محصولی سبک و کوتاه تبدیل کرد و به نسل جدیدی از منابع نوری با کیفیت بالا تبدیل شد.
3. تبدیل قدرت با قدرت بالا
تبدیل متقابل AC و DC برای استفاده از وسایل برقی بسیار مهم است و محافظت لازم برای آنها است. این نیاز به استفاده از یک دستگاه تبدیل قدرت دارد. SiC دارای قدرت ولتاژ شکست بالا، شکاف باند وسیع و هدایت حرارتی بالا است، بنابراین دستگاه های نیمه هادی SiC برای کاربردهایی با چگالی توان بالا و فرکانس سوئیچینگ بسیار مناسب هستند و دستگاه تبدیل توان یکی از آنهاست.
با توجه به مزایای خود SiC و تقاضای فعلی صنعت برای مواد نیمه هادی سبک و با راندمان تبدیل بالا، SiC جایگزین Si به عنوان پرکاربردترین مواد نیمه هادی خواهد شد.
