Puolijohteet viittaavat materiaaleihin, joilla on johtavuus johtimien ja eristeiden välillä huoneenlämpötilassa. Puolijohteita käytetään laajalti sellaisilla aloilla kuin integroidut piirit, kulutuselektroniikka, viestintäjärjestelmät, aurinkosähkön tuotanto, valaistus ja suuren tehon muunnos. Esimerkiksi diodit ovat puolijohteista valmistettuja laitteita. Yleisiä puolijohdemateriaaleja ovat pii, germanium, galliumarsenidi jne. Pii on vaikutusvaltaisin puolijohdemateriaalin käyttötapa.
Puolijohteiden sovelluskenttä:
1. Aurinkosähkösovellukset
Puolijohdemateriaalin aurinkosähkövaikutus on aurinkokennojen toiminnan perusperiaate. Tällä hetkellä puolijohdemateriaalien aurinkosähkösovelluksesta on tullut kuuma aihe, ja se on tällä hetkellä nopeimmin kasvava ja parhaiten kehittyvä puhtaan energian markkina maailmassa. Aurinkokennojen pääasiallinen tuotantomateriaali on puolijohdemateriaalit.
Käytettyjen puolijohdemateriaalien mukaan aurinkokennot jaetaan kiteisiin piiaurinkokennoihin, ohutkalvoakkuihin ja III-V-yhdisteakkuihin.
2. Valaistussovellukset
LED on puolijohde-valodiodi, joka on rakennettu puolijohdetransistoreille. LED-tekniikkaa käyttämällä puolijohdevalolähteen tilavuus on pieni ja sillä voidaan saavuttaa litteä pakkaus. Sillä on alhainen lämmöntuotanto, energiatehokkuus, pitkä tuotteen käyttöikä, nopea reaktionopeus, ja se on vihreä, ympäristöystävällinen ja saasteeton. Siitä voidaan myös kehittää kevyt ja lyhyt tuote, josta tulee uuden sukupolven korkealaatuisia valaistusvalonlähteitä.
3. Suuren tehon muunnos
AC:n ja DC:n keskinäinen muuntaminen on erittäin tärkeää sähkölaitteiden käytössä ja on niille välttämätön suoja. Tämä edellyttää tehonmuuntolaitteen käyttöä. SiC:llä on korkea läpilyöntijännitteen lujuus, laaja kaistaväli ja korkea lämmönjohtavuus, joten piikarbidin puolijohdelaitteet soveltuvat erittäin hyvin sovelluksiin, joissa on korkea tehotiheys ja kytkentätaajuus, ja tehonmuunnoslaite on yksi niistä.
Itse piikarbidin eduista ja teollisuuden nykyisestä kevyiden ja korkean muunnostehokkuuden puolijohdemateriaalien kysynnästä johtuen piikarbidi korvaa Si:n laajimmin käytetynä puolijohdemateriaalina.
