一、碳化矽二極管在光伏逆變器中的應用 地球表面每年接受太陽能輻射能量高達5.4╳10
24 J，若能将其中的十萬分之一轉化爲電能，就可以滿足目前全世界的能耗需求。光伏因具有綠色環保，取之不盡，用之不竭的特點，近年來受到追捧。
2022年5月30日，财政部正式印發的《财政支持做好碳達峰碳中和工作的意見》提到2030年前推動碳達峰目标順利實現，2060年前推動碳中和目标順利實現。 “十四五”作出更具體的目标，國家要求積極發展太陽能等新能源，大力提升光伏發電規模。
放眼全球，俄烏沖突，疫情形勢等各種不确定性因素，加速了全球對能源轉型的需求。世界各國紛紛作出表态發展光伏。數據最能直觀體現市場趨勢，根據BNEF（彭博新能源金融）機構預測，到2030年全球光伏新增裝機量更能達到334GW。預測數據如圖1所示：
整個光伏系統中，光伏逆變器是“核心”，牽一發而動全身。近年來光伏市場格局發生巨大變化，光伏系統的關鍵部件-光伏逆變器，轉由國内主導，國内逆變器廠商從追随者轉變爲領軍者，譬如陽光電源、華爲、錦浪科技等，在能源轉型的需求下，全球光伏逆變器行業蘊含巨大的市場機遇。
光伏逆變器對半導體功率器件性能指标和可靠性的要求日益提高，更高的工作電壓、更大的工作電流、更高的功率密度以及更高的工作溫度都将是未來的挑戰。因此，碳化矽的優勢特性是其中的技術突破關鍵點，國内光伏逆變器市場的發展将帶來碳化矽器件需求增長。
二、尋求碳化矽器件的國産替代
現階段光伏逆變器主要采用矽基IGBT + SiC SBD方案，如陽光電源大功率組串式光伏逆變器使用到1200V系列的碳化矽二極管、富士電機用于光伏逆變器的碳化矽二極管混合模塊等。目前國内光伏逆變器企業衆多，光伏逆變器産品核心技術差異不大。因此在未來光伏逆變器提升效率、延長壽命、降低損耗等要求下，碳化矽成爲光伏逆變器中的核心技術。随着碳化矽生産技術的成熟，導入碳化矽器件成本将進一步下降，未來幾年内，碳化矽器件的滲透率有望在光伏領域加速提升。多重因素促進下，逆變器廠商積極尋求國内第三代半導體廠商合作，加速尋求碳化矽的國産替代，期望早日實現供應商多樣化、器件國産化。當前，光伏逆變器在碳化矽二極管混合IGBT和全碳化矽模塊都在進行，部分光伏逆變器企業幾乎所有産品系列都會用到碳化矽。
三、應用實測
我司GT1A2D120R（碳化矽二極管 1200V20A TO247-2 ）在客戶的10kW光伏逆變器系統的升壓BOOST部分二極管與1200V/30A矽基的快恢複二極管進行了整機效率對比以及開關損耗測試。
三相10kW光伏逆變器對拓撲如圖3所示，光伏闆（PV）電壓通過升壓電站升壓至母線，之後通過三相TNPC電路逆變并網。升壓部分的續流二極管如圖3中綠框所示，将其由矽基功率器件換成碳化矽功率器件，因爲碳化矽二極管相對與矽基的快恢複二極管（FRD）幾乎沒有開關損耗，所以可以提升整機效率。
當PV=600V時，三相10kW光伏逆變器工作在二級模式，整機效率差别與二極管的損耗對比如圖4所示，其中橘色是我司産品GT1A2D120R的相關數據，藍色是1200V/30A矽基快恢複二極管的相關數據，橫軸是逆變器輸出功率，左邊縱軸是整機效率（對應圖中曲線），右邊的縱軸是器件損耗（對應圖中柱狀圖），由圖中信息可知，升壓二極管由矽基換成碳化矽，損耗最多可減少60W，整機效率最大可提升1.85%@2.5kW，0.55%@10kW。
目前我司自有晶圓廠，可保證長期穩定的供貨，同時産品已通過ROHS、REACH、HF 等認證。
四、選型建議 1.
GT1A2D120R (碳化矽二極管 1200V/20A TO247-2) ; GT1A9D120R (碳化矽二極管 1200V/16A TO247-2)； GT1ACD120R (碳化矽二極管 1200V/10A TO247-2）； GT1ACD120W2（碳化矽二極管 1200V/10A Dual TO247-3） 2. 根據未來光伏逆變器規格的變化趨勢，我們建議還可以選擇其他型号 , 綠能芯創1200V/8A ~ 40A 碳化矽二極管系列産品。
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