明显，可再生动力将是咱们未来的重要组成部分，它既满意咱们对电能的日益添加的需求，为电动汽车（EV）等新技能供电，也维护环境，削减咱们对污染化石燃料和核能的依靠。
在运用的各种形式的可再生动力中，太阳能和风能已成为最常运用的动力，并担任发生大多数清洁可再生动力。在这两种技能中，太阳能正在成为主导技能，其发电量简直是风力发电的两倍。实际上，2017年布置的太阳能发电量大于同期根据化石燃料的发电总量，这是全球转向清洁可再生动力的重要里程碑。
太阳能发电的开展有巨大的商场时机，由于它现在仅占全球总发电量的12％（相当于500 GW）。亚太地区的产能抢先，占全球一半以上，其间以占全球太阳能布置量三分之一的我国为主。欧洲现在占全球产能的四分之一以上，而美国约占全球产能的六分之一。
太阳能的快速添加（有人估量其复合年添加率（CAGR）约为30％）是由三个首要因素驱动：对更大功率继续激烈的需求、技能进步以及政府法规和建议。光伏面板正在不断改善，以更高效地将阳光转化为电能，和从较小的表面积发生更多的电能，然后使住所设备更有用。
各国政府正在制定方针影响太阳能添加，如我国声明到2020年清洁动力有必要满意其20％的动力需求。欧盟进一步施行其“20-20-20”方针：到2020年，能效将进步20％，二氧化碳排放量下降20％，可再生动力将发生20％的能量。
太阳能发电技能
光伏面板发生直流电压，当与DC-DC充电器一同运用时，可用于“离网”电源，对存储能量的电池组进行充电，以备后用。可是，大多数设备都需求市电电压下的沟通电源，因而，在许多体系中，从光伏面板电压生成沟通电压的逆变器至关重要。这种办法被称为“并网”，由于沟通电可以连接回主电网，然后为房主供给时机向发电公司出售电力以抵消账单。
逆变器尺度方面，趋势是从逾越100 kW的高功率中心逆变器转向每台可以供给高达100 kW功率的多串逆变器。这些体系的中心是DC – DC升压转换器和DC – AC逆变器，从光伏面板取得的DC电压生成AC电源电压（和频率）。除此以外，还有一系列精细的监测、操控和维护电路，以保证体系安全高效地运转。
能效是任何太阳能光伏体系的要害方针之一，以致能量不会糟蹋，而且尽可能少地发生不需求的热量。体系的能效越高，在散热器、电扇和其他硬件方面所需的冷却就越少，然后减小了体系的巨细、分量和本钱。
图1：典型的太阳能发电逆变体系框图
宽禁带技能对未来的太阳能发电体系至关重要
可以说，电源转换器最重要的元件开关器材如MOSFET、IGBT和二极管，一般由硅制成。由于这些器材对太阳能发电体系的能效至关重要，因而，抢先的半导体公司如安森美半导体已很多出资，以不断进步功能。但是，该行业已到了选用硅器材简直不可能进一步改善的程度。因而，根据宽禁带（WBG）资料的开关器材，包含氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC），被视为是供给未来太阳能发电体系所需功能的要害。
SiC开关器材有时被称为“处理一切电源工程师问题的计划”，在一些要害范畴供给增强的功能。在静态运用中，它们在彻底接通时固有的更低电阻可下降损耗，因而在运转期间发生的热量更少。
在现代开关电源运用中，工程师的方针是进步开关频率，然后可以减小电感器和变压器等磁性器材的尺度。这种办法削减了许多逆变器规划中接通时呈现的浪涌电流。选用根据硅的MOSFET，每个开关周期所需的门极电荷（Qg）量相对较大，因而，跟着频率的添加，动态损耗也随之添加。
运用SiC器材时，动态开关损耗要小得多，因而能运用更高的开关频率，一同仍能进步功能（并减小尺度）。相比之下，典型的SiC二极管以80kHz作业时，其损耗要比硅二极管小73％。在大功率太阳能发电体系中，进步约3％的能效将带来明显的功能提高。
人们依然以为SiC计划很贵。但现实并非如此，虽然这些器材已在商场上出售了一段时间，但选用率一向低于预期，由于重视点在单个器材的本钱而不是整个体系的本钱或总具有本钱。
假如咱们考虑运用硅基30 kW电源计划，则电感器和电容器的本钱为90％（分别为60％和30％）。半导体器材仅占总物料单（BOM）本钱的10％。虽然单个SiC器材的本钱要比对应的硅器材高，但运用SiC开关可使电容和电感值下降75％，明显下降了本钱，然后抵消了开关器材的本钱添加。因而，SiC计划用于太阳能发电体系的BOM总本钱已达到可以低于硅计划的水平，并具有明显的运用和功能优势。
现代SiC WBG计划
抢先半导体制作商包含安森美半导体供给一系列全面的高能效电源计划，其间包含可提高太阳能发电体系功能的先进SiC基器材。先进的门极驱动器通过专门优化，可与SiC MOSFET一同运用，并供给答应的最大门极电压，以保证它们彻底导通以最小化损耗。
SiC MOSFET如安森美半导体的NVHL080N120SC1具有仅80 mOhm的导通电阻（RDS（ON））和低门极电荷（QG）及电容值，下降电磁搅扰（EMI）并支撑运用更快的开关频率，然后带来上述优点。SiC肖特基二极管如1200V、30A FFSH30120A没有反向恢复电流和与温度无关的开关特性，十分适用于先进的太阳能发电运用。
总结
太阳能正成为未来的重要动力，由于它供给了环保、可继续开展的计划。价格下降、政府方针和削减二氧化碳排放的需求一起使该范畴微弱添加。
能效在这里至关重要，是规划和制作小的、高度牢靠的体系的要害所在，而根据硅的计划已达其开展潜力的极限，现正被WBG技能逾越。根据SiC的器材损耗要低得多，而且可以在更高的温度和更快的作业频率下运转，然后极大地减小了占BOM首要本钱的电感和电容器的尺度和本钱。因而，这些高效且牢靠的体系可以以低于上一代硅基产品的价格水平进行规划。
