【導讀】在全球推進清潔與可再生能源的偉大征程中
，光伏發電行業一路蓬勃發展。根據國家能源局發布的全國電力工業統計數據顯示，2022年全國太陽能發電裝機容量同比增長率以28.1%居於發電行業首位
，累計裝機容量達3.9億千瓦。

在光伏係統中
，光伏逆變器是光伏發電係統的核心部件，可將光伏（PV）太陽能板產生的可變直流電壓轉換為市電頻率交流電（AC），yongyifankuihuishangyongshudianxitong，huoshigongliwangdedianwangshiyong。suizhegonglvdengjidebuduantigao
，yijizhengjitijidezengjia，guangfunibianqiduigonglvqijiandeguigehesanreyaoqiuyeyuelaiyuegao。xiangbiyuchuantongguicailiao，tanhuaguixingnenggengweiyouyue，yincitanhuaguigonglvqijianzaiguangfunibianqideshiyongyuelaiyueguangfan。qizhong
，tanhuaguixiaotejierjiguanwufanxianghuifudianliu，beiguangfanyingyongyuguangfunibianqizhongdeMPPT電路中

，可顯著減小損耗，優化散熱，降低成本。

本文將重點介紹碳化矽材料和碳化矽功率器件在光伏逆變器中的應用優勢。

01 碳化矽材料特性及優勢介紹

碳化矽作為寬禁帶半導體的代表性材料之一，其材料本征特性與矽材料相比具有諸多優勢。以現階段最適合用於做功率半導體的4H型碳化矽材料為例，其禁帶寬度是矽材料的3倍，熱導率是矽材料的3倍
，電子飽和漂移速率是矽的2倍，臨界擊穿場強更是矽的10倍。在矽基半導體器件性能已經進入瓶頸期時

，碳化矽材料的優異特性讓它成為了下一代功率半導體器件的理想原材料。

圖1  4H型碳化矽與矽基材料特性對比

zaiguijibandaotiqijianxingnengyijingjinrupingjingqishi

，tanhuaguicailiaodeyouyitexingrangtachengweilexiayidaigonglvbandaotiqijiandelixiangyuancailiao。yiguangfuxingyeweili，tanhuaguigonglvqijiannengweiguangfunibianqidailaigenggaodezhuanhuanxiaolv、更低的能量損耗，從而有效縮小係統體積
、增加功率密度、延長器件使用壽命、降低生產成本等。

02 碳化矽肖特基二極管在光伏逆變器中的應用優勢 

對比矽的快恢複二極管，碳化矽肖特基二極管在BOOST電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)具(ju)有(you)很(hen)大(da)的(de)優(you)勢(shi)，由(you)於(yu)碳(tan)化(hua)矽(gui)肖(xiao)特(te)基(ji)二(er)極(ji)管(guan)是(shi)肖(xiao)特(te)基(ji)結(jie)構(gou)，且(qie)是(shi)多(duo)數(shu)載(zai)流(liu)子(zi)導(dao)電(dian)器(qi)件(jian)，不(bu)存(cun)在(zai)少(shao)數(shu)載(zai)流(liu)子(zi)壽(shou)命(ming)和(he)反(fan)向(xiang)恢(hui)複(fu)問(wen)題(ti)，因(yin)此(ci)碳(tan)化(hua)矽(gui)肖(xiao)特(te)基(ji)二(er)極(ji)管(guan)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)對(dui)應(ying)換(huan)流(liu)回(hui)路(lu)中(zhong)的(de)開(kai)關(guan)損(sun)耗(hao)，在(zai)更(geng)高(gao)的(de)頻(pin)率(lv)環(huan)境(jing)中(zhong)工(gong)作(zuo)

，且(qie)在(zai)相(xiang)同(tong)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)下(xia)具(ju)有(you)更(geng)高(gao)的(de)效(xiao)率(lv)。

在光伏逆變器中，碳化矽肖特基二極管主要用於BOOST電路，如圖2所示拓撲為Single Boost，是光伏逆變器中使用較為廣泛的拓撲，拓撲中的D1zaishiyongtanhuaguixiaotejierjiguanshi，keyijiangdiduiyinghuanliuhuiluzhongkaiguanguandekaiguansunhao
，jiangdiwensheng，congerjianxiaosanreqidetiji，keyitigaopinlv

，jianxiaocixingyuanqijiandetiji，jiangdichengben。

suizheguangfunibianqigonglvyuelaiyuegao，tanhuaguixiaotejierjiguandeyingyongyoushidedaolegedazhuliuguangfunibianqichangshangdeyizhirenke
，guangfuxingyechengweimuqiantanhuaguixiaotejierjiguanshiyongliangzuidadeshichangzhiyi。

圖2  Single Boost拓撲

03 產品推薦

隨著光伏逆變器功率的提高與光伏組件的迭代
，光伏逆變器中選用的碳化矽器件的規格也在不斷提升，對器件的浪湧能力、擊穿電壓
、雪崩能量以及正向電流等參數要求都在變高。

基本半導體麵向光伏及儲能領域推出了碳化矽肖特基二極管
、碳化矽MOSFET和碳化矽功率模塊三類產品。其中碳化矽肖特基二極管已經在工商業光伏逆變器
、組串式光伏逆變器
、微型光伏逆變器領域廣泛應用。以下是基本半導體自主研發的適用於1000V
、1500V光伏逆變器係統的碳化矽肖特基二極管型號：

表1 基本半導體碳化矽肖特基二極管Boost方案器件選型

04 結語

碳化矽功率器件的諸多優勢
，使其在光伏儲能、電動汽車
、軌道交通
、工業控製、智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)等(deng)領(ling)域(yu)均(jun)有(you)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。隨(sui)著(zhe)光(guang)伏(fu)行(xing)業(ye)的(de)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)
，碳(tan)化(hua)矽(gui)器(qi)件(jian)在(zai)光(guang)伏(fu)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)應(ying)用(yong)不(bu)僅(jin)限(xian)於(yu)碳(tan)化(hua)矽(gui)肖(xiao)特(te)基(ji)二(er)極(ji)管(guan)，在(zai)光(guang)伏(fu)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)逆(ni)變(bian)部(bu)分(fen)
，碳(tan)化(hua)矽(gui)MOSFET的應用也越來越多
，基本半導體“SiCer小課堂”後續也將會推出相關文章介紹，敬請關注。

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