Cad iad na cinn atá chun cinn sa teicneolaíocht dé-óid i gcomhthéacs trasdul fuinnimh?

1, Réabhlóid Ábhair: Leathsheoltóirí Bandgap Leathan Dul ar Aistrithe Feidhmíochta
Tá dé-óidí traidisiúnta sileacain teoranta ag a n-airíonna fisiceacha ábhartha, rud a fhágann go bhfuil sé deacair éifeachtúlacht agus iontaofacht a bhriseadh trí chásanna ardvoltais, ardmhinicíochta agus ardteochta. Tá ábhair leathsheoltóra bandgap leathan arna léiriú ag carbíd sileacain (SiC) agus nítríde Gailliam (GaN) ag athmhúnlú tírdhreach na teicneolaíochta dé-óid lena buntáistí fisiceacha uathúla.

Sroicheann neart réimse miondealaithe dé-óidí chomhdhúile sileacain 2.2MV/cm, atá 9 n-uaire níos mó ná sileacain. Méadaítear an seoltacht theirmeach níos mó ná 2 uair, agus tá teorainn uachtarach an teocht oibriúcháin níos mó ná 200 céim. In inverters fótavoltach, sroicheann dé-óid SiC PiN atá struchtúrtha go hingearach dlúis reatha níos mó ná 200A/cm ² agus laghdaítear amanna aisghabhála aisiompaithe go 50 nana-soicindí trí eitseáil domhain trinse agus teicnící fáis epitaxial, atá 80% níos ísle ná feistí bunaithe ar sileacain. Ag glacadh leis an gcóras fótavoltach 1500V de Sunac Power mar shampla, laghdaítear caillteanais chórais 40% le húsáid dé-óid SiC, méaduithe dlús cumhachta 35%, agus laghdaítear costais bhata aonair faoi 0.02 yuan.

Léiríonn dé-óid nítríde Gailliam feidhmíocht den scoth sa réimse RF mar gheall ar a soghluaisteacht leictreon níos airde. Glacann aghaidh tonnta milliméadar-deireadh na mbonnstáisiúin 5G GaN Schottky dé-óid chun ceartú comhartha a bhaint amach sa bhanda minicíochta 24GHz-52GHz, ag laghdú tomhaltas cumhachta 30% i gcomparáid le gléasanna sileacain agus ag tacú le himscaradh mórscála de bhunstáisiúin. I réimse na bhfeithiclí nua fuinnimh, tá tástáil fhréamhshamhail ardmhinicíochta 200kHz déanta ag réiteach hibrideach GaN SiC sa tsaotharlann, le héifeachtúlacht níos mó ná 99.2%. Má dhéantar tráchtálú air, cuirfidh sé laghdú 50% ar líon na luchtairí ar bord chun cinn.

2, Nuálaíocht Struchtúrtha: Ingearú Tríthoiseach agus Comhtháthú Nanascála
Agus aghaidh á tabhairt ar dhlús cumhachta i gcórais nua fuinnimh, tá struchtúir dé-óid ag athrú ó dháthoiseach go dtí tríthoiseach. Déanann an struchtúr ingearach an cosán atá ann faoi láthair a bharrfheabhsú, ag athrú tarchur cliathánach go tarchur fadaimseartha, ag feabhsú go mór feidhmíocht gléas. Mar shampla, is féidir le dé-óid ingearach SiC PiN na mílte volta de voltas droim ar ais a sheasamh i dtarchur srutha dhírigh ultra-ardvoltais, ag laghdú líon na gcomhpháirteanna stáisiúin tiontaire faoi 60% agus caillteanais chórais 15%.

Cuireann teicneolaíocht chomhtháthaithe na bpróiseas nanoscale chun cinn forbairt dé-óid i dtreo miniaturization agus comhtháthú. Faoin bpróiseas 7nm, déantar dé-óid a chomhtháthú le trasraitheoirí, toilleoirí, agus gléasanna eile ar bhealach ilchineálach, ag cruthú struchtúr cruachta tríthoiseach trí ardteicneolaíochtaí pacáistithe amhail CoWoS agus InFO. I sliseanna bainistíochta cumhachta na nguthán cliste, baintear amach muirearú tapa milleasoicind agus coigeartú dinimiciúil tomhaltas cumhachta sa mhodúl cumhachta atá comhtháite le dé-óid nanoscála, agus feabhsaítear an éifeachtacht muirir go dtí os cionn 98%.

3, Leathnú Feidhme: Ó Gléas Aonair go Réiteach Córais
Léirítear cinn na teicneolaíochta dé-óid ní hamháin i bhfeabhsú feidhmíochta, ach freisin i gcomhtháthú feidhmiúil agus comhoibriú córais. I réimse na bhfótavoltach, déanann an rialtóir dé-óid idéalach Xinpeng Micro AP1790 insamhladh ar shaintréithe Schottky trí MOSFETanna seachtracha a rialú chun titim voltais ar aghaidh íseal (60% níos ísle ná réitigh thraidisiúnta) a bhaint amach, agus tá cur chuige reatha sceite nialas faoi theocht ard agus ardbhrú. Tar éis é a chur i bhfeidhm sa optimizer fótavoltach, tháinig méadú 8% ar éifeachtacht ghiniúna cumhachta an chórais agus tháinig laghdú 50% ar an ardú teochta, ag réiteach fadhbanna tomhaltas ardchumhachta agus diomailt teasa deacair dé-óid sheachbhóthar traidisiúnta faoi reatha ard.

I gcórais stórála fuinnimh, déantar dé-óid struchtúir ingearacha tríthoiseacha a chomhtháthú le modúil chliste cumhachta chun monatóireacht a dhéanamh ar pharaiméadair fíor-ama ar nós teocht agus voltas. Mar shampla, laghdaíonn teicneolaíocht pacáistithe DFN8 × 8 ag baint úsáide as shintéiriú airgid, gearrthóg copair, agus fuarú barr friotaíocht teirmeach an dé-óid go 0.35K/W, íslíonn an teocht acomhal 25 céim, ligeann don inverter stórála fuinnimh oibriú ag ualach iomlán ag teocht chomhthimpeallach 65 céim , laghdaítear meáchan an radaitheora alúmanaim faoi 30%, agus laghdaítear costas an radaitheora 30%, agus 0.5 yuan costas an chórais radaitheora.

4, Cásanna Iarratais a dhoimhniú: Clúdach slabhra iomlán d'fhuinneamh nua
Déantar cinn sa teicneolaíocht dé-óid a chomhtháthú go domhain i naisc éagsúla den slabhra tionscal fuinnimh nua:

Deireadh giniúna cumhachta: I inverters fótavoltach, tacaíonn dé-óid SiC le huasghrádú voltas córais 1500V, méadú 30% ar líon na gcomhpháirteanna teaghrán aonair agus costais cábla a laghdú 20%; I dtiontairí cumhachta gaoithe, méadaíonn dé-óidí SiC ardmhinicíochta an mhinicíocht aistrithe go 100kHz agus laghdaítear méid na gcomhpháirteanna scagtha 40%.
Críoch stórála fuinnimh: Tar éis scéim hibrideach SiC + GaN a ghlacadh, feabhsaíodh éifeachtúlacht muirir agus urscaoilte an inverter stórála fuinnimh go 98.5%, tá an saolré timthriall níos mó ná 10000 uair, agus laghdaíodh an costas in aghaidh na cileavatuaire de 0.03 yuan.
Tomhaltas leictreachais: Tá ardú ar an éileamh ar dhé-óidí SiC Schottky os cionn 1200V mar gheall ar an éileamh atá ar ardáin ardvoltais 800V le haghaidh feithiclí nua fuinnimh. Tar éis dé-óid SiC a ghlacadh i rialtóir mótair Tesla Model 3, déantar an raon a mhéadú 10%, laghdaítear an meáchan 5%, agus laghdaítear an t-am muirir 30%.
5, Atógáil Éiceolaíochta Tionscail: An t-ardú ar Fhiontair na Síne
Tá an margadh dé-óid dhomhanda ag cruthú patrún iomaíoch de "fathach idirnáisiúnta a bhfuil ceannasaíocht acu ar chuideachtaí móra na Síne ag luasghéarú ar dhul chun cinn". Áitíonn Infineon, Anson, agus cuideachtaí eile an margadh deiridh ard lena mbuntáistí taighde agus forbartha ábhair SiC, agus tógann cuideachtaí Síneacha, arna dtiomáint ag tacaíocht bheartais agus éileamh an mhargaidh, slabhra iomlán éiceolaíochta trí chomhtháthú ingearach. Faoi 2025, sroichfidh sciar den mhargadh dé-óid SiC sa tSín 28%, agus cuirfidh cuideachtaí ar nós Yangjie Technology agus Silan Microelectronics isteach sna cúig is fearr ar fud an domhain. Comhoibreoidh monaróirí córais ar nós Sunac agus BYD go domhain le cuideachtaí sliseanna chun ráta treá feistí baile i gcórais fhótavoltach 1500V a chur chun cinn chun níos mó ná 60%.