一、碳化硅二极管在光伏逆变器中的应用 地球表面每年接受太阳能辐射能量高达5.4╳10
24 J，若能将其中的十万分之一转化为电能，就可以满足目前全世界的能耗需求。光伏因具有绿色环保，取之不尽，用之不竭的特点，近年来受到追捧。
2022年5月30日，财政部正式印发的《财政支持做好碳达峰碳中和工作的意见》提到2030年前推动碳达峰目标顺利实现，2060年前推动碳中和目标顺利实现。 “十四五”作出更具体的目标，国家要求积极发展太阳能等新能源，大力提升光伏发电规模。
放眼全球，俄乌冲突，疫情形势等各种不确定性因素，加速了全球对能源转型的需求。世界各国纷纷作出表态发展光伏。数据最能直观体现市场趋势，根据BNEF（彭博新能源金融）机构预测，到2030年全球光伏新增装机量更能达到334GW。预测数据如图1所示：
整个光伏系统中，光伏逆变器是“核心”，牵一发而动全身。近年来光伏市场格局发生巨大变化，光伏系统的关键部件-光伏逆变器，转由国内主导，国内逆变器厂商从追随者转变为领军者，譬如阳光电源、华为、锦浪科技等，在能源转型的需求下，全球光伏逆变器行业蕴含巨大的市场机遇。
光伏逆变器对半导体功率器件性能指标和可靠性的要求日益提高，更高的工作电压、更大的工作电流、更高的功率密度以及更高的工作温度都将是未来的挑战。因此，碳化硅的优势特性是其中的技术突破关键点，国内光伏逆变器市场的发展将带来碳化硅器件需求增长。
二、寻求碳化硅器件的国产替代
现阶段光伏逆变器主要采用硅基IGBT + SiC SBD方案，如阳光电源大功率组串式光伏逆变器使用到1200V系列的碳化硅二极管、富士电机用于光伏逆变器的碳化硅二极管混合模块等。目前国内光伏逆变器企业众多，光伏逆变器产品核心技术差异不大。因此在未来光伏逆变器提升效率、延长寿命、降低损耗等要求下，碳化硅成为光伏逆变器中的核心技术。随着碳化硅生产技术的成熟，导入碳化硅器件成本将进一步下降，未来几年内，碳化硅器件的渗透率有望在光伏领域加速提升。多重因素促进下，逆变器厂商积极寻求国内第三代半导体厂商合作，加速寻求碳化硅的国产替代，期望早日实现供应商多样化、器件国产化。当前，光伏逆变器在碳化硅二极管混合IGBT和全碳化硅模块都在进行，部分光伏逆变器企业几乎所有产品系列都会用到碳化硅。
三、应用实测
我司GT1A2D120R（碳化硅二极管 1200V20A TO247-2 ）在客户的10kW光伏逆变器系统的升压BOOST部分二极管与1200V/30A硅基的快恢复二极管进行了整机效率对比以及开关损耗测试。
三相10kW光伏逆变器对拓扑如图3所示，光伏板（PV）电压通过升压电站升压至母线，之后通过三相TNPC电路逆变并网。升压部分的续流二极管如图3中绿框所示，将其由硅基功率器件换成碳化硅功率器件，因为碳化硅二极管相对与硅基的快恢复二极管（FRD）几乎没有开关损耗，所以可以提升整机效率。
当PV=600V时，三相10kW光伏逆变器工作在二级模式，整机效率差别与二极管的损耗对比如图4所示，其中橘色是我司产品GT1A2D120R的相关数据，蓝色是1200V/30A硅基快恢复二极管的相关数据，横轴是逆变器输出功率，左边纵轴是整机效率（对应图中曲线），右边的纵轴是器件损耗（对应图中柱状图），由图中信息可知，升压二极管由硅基换成碳化硅，损耗最多可减少60W，整机效率最大可提升1.85%@2.5kW，0.55%@10kW。
目前我司自有晶圆厂，可保证长期稳定的供货，同时产品已通过ROHS、REACH、HF 等认证。
四、选型建议 1.
GT1A2D120R (碳化硅二极管 1200V/20A TO247-2) ; GT1A9D120R (碳化硅二极管 1200V/16A TO247-2)； GT1ACD120R (碳化硅二极管 1200V/10A TO247-2）； GT1ACD120W2（碳化硅二极管 1200V/10A Dual TO247-3） 2. 根据未来光伏逆变器规格的变化趋势，我们建议还可以选择其他型号 , 绿能芯创1200V/8A ~ 40A 碳化硅二极管系列产品。
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