Paula Diaz Reigosa demonstrerer langt mere pålidelige IGBT-komponenter på AAlborg Universitet. (foto: Lars Horn, Baghuset)
Når industrien udvikler komponenter til vedvarende energikilder som eksempelvis vindmøller, har det en enorm konkurrencemæssig betydning, at komponenterne kan holde i mange år uden at fejle ved eksempelvis en korsslutning. Paula Diaz Reigosa fra Aalborg Universitet har gennem sin ph.d. fundet årsagen til, at en af de mest betydningsfulde komponenter i vindmøller fejler og ikke mindst til, hvordan man kan løse problemet. Det betyder, at man i fremtiden vil se komponenter, der kan holde i 20-30 år – selv under ekstreme forhold som at kunne modstå kortslutninger.
Komponenten, der har været omdrejningspunktet for Paulas Diaz Reigosas forskning, er IGBT’en (Insulated-Gate Bipolar Transistor), som jo bruges bredt inden for effektelektronikken til motorstyringer og effektkonvertering generelt.
Paula Diaz Reigosa har i sin ph.d. påvist, at en øget forståelse af IGBT’ens fysiske egenskaber og begrænsninger i drift kan være med til at forbedre hele energisystemets pålidelighed. Derfor har hun også undersøgt, hvordan man kan opnå en langt større pålidelighed af komponenten ved at undersøge den både som en del af et kredsløb, men også ud fra komponentens egen fysiske sammensætning.
– I mit ph.d. studie forskede jeg i de elektriske fejl ved at kombinere studier af IGBT’ens fysiske egenskaber med studier af dens interaktion med hele det elektriske kredsløb. Og det var gennem denne nye tilgang, at jeg nåede frem til, at man kan reducere fejlene ved at optimere det fysiske design af selve komponenten, fortæller Paula Diaz Reigosa.
I dag fremstilles langt de fleste komponenter i effektelektroniske apparater af silicium, der tilføres dotering. Men med den nye viden om, hvorfor IGBT’en fejler, har Paula Diaz Reigosa kunnet fremlægge en metode, der kan være med til at forhindre fejlene i at opstå. Metoden består i, at man ændrer en anelse på designet af IGBT’en ved at tilføre nogle flere urenheder til silicium-materialet – eller med andre ord ved at dope/dotere siliciet. Med dopingen er det muligt at ændre siliciummets egenskaber, så man opnår en komponent med større pålidelighed og robusthed.
– Med metoden vil man med få ændringer i produktionslinjen kunne forbedre pålideligheden af sit produkt betydeligt. Så derfor har resultaterne et kæmpe potentiale for industrien, fortæller Paula Diaz Reigosa.
