अर्धचालक कमरे के तापमान पर कंडक्टर और इंसुलेटर के बीच चालकता वाली सामग्री को संदर्भित करते हैं। सेमीकंडक्टर का व्यापक रूप से एकीकृत सर्किट, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, संचार प्रणाली, फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन, प्रकाश व्यवस्था और उच्च-शक्ति बिजली रूपांतरण जैसे क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, डायोड अर्धचालक से बने उपकरण हैं। सामान्य अर्धचालक सामग्रियों में सिलिकॉन, जर्मेनियम, गैलियम आर्सेनाइड आदि शामिल हैं। सिलिकॉन अर्धचालक सामग्री अनुप्रयोग का सबसे प्रभावशाली प्रकार है।
अर्धचालक अनुप्रयोग क्षेत्र:
1. फोटोवोल्टिक अनुप्रयोग
अर्धचालक सामग्री का फोटोवोल्टिक प्रभाव सौर सेल संचालन का मूल सिद्धांत है। वर्तमान में, सेमीकंडक्टर सामग्रियों का फोटोवोल्टिक अनुप्रयोग एक गर्म विषय बन गया है और वर्तमान में यह दुनिया में सबसे तेजी से बढ़ने वाला और सबसे अच्छा विकासशील स्वच्छ ऊर्जा बाजार है। सौर कोशिकाओं की मुख्य उत्पादन सामग्री अर्धचालक सामग्री है।
उपयोग की जाने वाली विभिन्न अर्धचालक सामग्रियों के अनुसार, सौर कोशिकाओं को क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर कोशिकाओं, पतली फिल्म बैटरी और III-V मिश्रित बैटरी में विभाजित किया जाता है।
2. प्रकाश अनुप्रयोग
एलईडी एक अर्धचालक प्रकाश उत्सर्जक डायोड है जो अर्धचालक ट्रांजिस्टर पर निर्मित होता है। एलईडी तकनीक का उपयोग करते हुए, अर्धचालक प्रकाश स्रोत की मात्रा छोटी होती है और फ्लैट पैकेजिंग प्राप्त की जा सकती है। इसमें कम ताप उत्पादन, ऊर्जा दक्षता, लंबा उत्पाद जीवन, तेज प्रतिक्रिया गति है, और यह हरा-भरा, पर्यावरण के अनुकूल और प्रदूषण मुक्त है। इसे एक हल्के और छोटे उत्पाद के रूप में भी विकसित किया जा सकता है, जो उच्च गुणवत्ता वाले प्रकाश स्रोतों की एक नई पीढ़ी बन सकता है।
3. उच्च-शक्ति शक्ति रूपांतरण
विद्युत उपकरणों के उपयोग के लिए एसी और डीसी का पारस्परिक रूपांतरण बहुत महत्वपूर्ण है और उनके लिए एक आवश्यक सुरक्षा है। इसके लिए बिजली रूपांतरण उपकरण के उपयोग की आवश्यकता होती है। SiC में उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज ताकत, चौड़ा बैंड गैप और उच्च तापीय चालकता है, इसलिए SiC सेमीकंडक्टर डिवाइस उच्च पावर घनत्व और स्विचिंग आवृत्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयुक्त हैं, और पावर रूपांतरण डिवाइस उनमें से एक है।
SiC के फायदों और हल्के और उच्च रूपांतरण दक्षता वाले अर्धचालक सामग्रियों की वर्तमान उद्योग की मांग के कारण, SiC सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले अर्धचालक पदार्थ के रूप में Si का स्थान ले लेगा।