有一天，基于金刚石的电子产品可以为你的笔记本电脑提供动力

研究人员表示，钻石可能是女孩最好的朋友，但基于钻石的电子产品可能是能源市场碳中和的关键，有一天甚至可能为你的笔记本电脑提供动力。

一项新的研究表明，在高压电网的运行方面，钻石可能比硅更有效，这对于可再生能源的效率至关重要。

据美国能源情报署称，到2050年，全球电力需求预计将激增近50%。然而，美国约三分之二的发电量在到达客户手中之前就被浪费掉了，CanBayram说。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校副教授。

并非没有挑战

Bayram建议提高电网效率的一种解决方案是从交流电(AC)过渡到直流电(DC)。直流电网可以将交流电网损耗减少90%，从而无需整流器并减少变压器的需求。此外，高压直流电网在长距离传输能量方面更加高效，这使得它们对偏远的太阳能和风电场特别有利。

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电力电子控制着世界一半以上的电力，对于支持这些电网至关重要。Bayram预测，由于可再生能源的采用不断增加，到2030年这一数字将增至80%。他认为，未来的直流电网将需要比当前硅器件更快、更强的电力电子设备，而半导体金刚石可能就是答案。

金刚石是已知最硬的半导体，也是最好的导热体之一，并且具有高击穿电压。这意味着金刚石半导体器件可以使用更少的材料在更高的电流和电压下工作，而不会降低电气性能。

Bayram还指出，基于金刚石的电子产品由于重量较轻，可以降低运输、运输和安装成本。然而，仍有一些挑战需要克服，例如增加金刚石基器件中“漂移区域”的厚度，这是承受高电压的关键部件。

尽管存在这些障碍，研究团队还是在薄漂移层中实现了约5,000伏的创纪录高击穿电压，展示了金刚石器件的最低漏电流。

“我们相信金刚石将以超过5兆瓦的高端功率水平进入半导体市场，”Bayram说。“基于金刚石的转换器将具有成本竞争力，因为即使金刚石器件本身比通常的硅器件更昂贵，半导体尺寸的减小和包括热管理在内的系统的简化将显着降低总体成本。”