Qiming Shao · Mario Lanza · Yang Chai · Taishi Takenobu Taishi Takenobu · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

近十年来，基于超薄材料的电子器件已从实验室新奇研究发展为下一代芯片与传感器的有力竞争者。研究人员已在整片晶圆上生长二维材料、将其像乐高积木般堆叠，并引入功能层以拓展性能。本《应用物理快报》特刊收录的20篇论文系统呈现了该领域进展，展示了材料设计如何揭示新器件物理并推动大面积制造。这些工作凸显了重新审视界面、接触和功能集成的紧迫性：产业路线图预计十年内将进入亚1纳米技术节点，类脑计算亟需非易失性突触器件，而物联网则要求由环境能量驱动的长续航传感器。

解读: 二维材料FET技术对阳光电源功率半导体器件升级具有前瞻价值。虽然当前SiC/GaN器件已在ST储能变流器和SG逆变器中广泛应用，但该研究揭示的亚1纳米工艺和新型界面设计可为下一代功率器件提供技术储备：二维材料的超薄特性可实现更低导通电阻和开关损耗，其优异界面特性有助于提升高温高压工况下的可靠性。特别...

Jiaming Feng · Min Gao · Kuanhong Yao · Xingyu Liao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文报道了一种基于VO2/SiC异质结的自供电紫外探测器，通过引入光学增强结构显著提升了器件的光响应性能。该探测器无需外部电源，在零偏压下即可实现高效的紫外光检测，表现出良好的光敏性和快速响应特性。异质结界面形成的内建电场有效促进了光生载流子的分离与输运。实验结果表明，该器件在280 nm紫外光照下具有较高的响应度和探测率，且稳定性优异，适用于下一代高性能、低功耗紫外光电探测应用。

解读: 该VO2/SiC异质结紫外探测器技术对阳光电源的功率器件和智能运维产品线具有重要参考价值。首先，自供电特性和高效光响应性能可应用于SG系列逆变器的光强感知模块，优化MPPT追踪效率。其次，该技术可集成到iSolarCloud平台的光伏组件监测系统中，通过高精度紫外辐照度检测提升系统诊断准确性。此外，...

Conglin Zhang · Binbin Luo · Chenyan Wang · Ze Shang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

研究了氧等离子体脉冲时间对原子层沉积ZrO2反铁电薄膜及其电容器性能的影响。通过调节氧等离子体脉冲时长，优化了ZrO2薄膜的结晶特性、相纯度及界面质量，显著提升了器件的反铁电性与能量存储密度。结果表明，适当的脉冲时间可有效抑制氧空位缺陷，增强薄膜均匀性，从而提高击穿场强和极化差值。该工作为高性能反铁电电容器的可控沉积提供了关键工艺依据。

解读: 该ZrO2反铁电薄膜电容技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过优化氧等离子体脉冲工艺提升的高能量密度、高击穿场强特性，可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的直流母线支撑电容、滤波电容模块，替代传统电解电容，实现更高功率密度和更长寿命。反铁电材料的快速充放电特性与低损耗优势，...

Qiangqiang Guo · Shuiqing Li · Heqing Deng · Zhibai Zhong 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

针对高功率GaN基蓝光激光二极管中常见的灾变性光学损伤（COD）问题，本文提出了一种材料创新与界面工程协同优化的策略。通过改进电子阻挡层设计并引入高Al组分渐变层，有效抑制了电子泄漏并提升了空穴注入效率；同时优化p型欧姆接触界面，显著降低了接触电阻与界面缺陷密度。实验结果表明，该协同优化方法大幅提高了器件的COD阈值与可靠性，为高性能激光二极管的开发提供了关键技术路径。

解读: 该研究在GaN器件COD可靠性提升方面的创新对阳光电源的高频化产品布局具有重要参考价值。通过材料与界面优化提升的GaN器件可靠性，可直接应用于新一代SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频DC/DC模块，以及车载OBC等对功率密度要求较高的产品。特别是其提出的界面工程优化方法，有助于提升阳光电源...

Binbin Ding · Qian Liu · Yu Zhou · Boyi Bai 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文研究了MoS2/SiC异质结的能带对齐特性，该结构表现出极高的整流比和显著的光伏效应。通过精确调控界面特性，实现了优异的电学性能和光响应特性。实验结果表明，该异质结具有清晰的能带偏移和良好的载流子分离效率，在可见光至近红外波段展现出高效的光电转换能力。该研究为二维/宽禁带半导体异质结构在高性能光电器件中的应用提供了重要依据。

解读: 该MoS2/SiC异质结研究对阳光电源SiC功率器件应用具有重要参考价值。超高整流比特性可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的SiC MOSFET性能，降低反向漏电流，提升系统效率。能带工程方法为功率模块界面优化提供理论依据，可改善器件开关特性和热稳定性。光伏效应研究启发在三电平拓扑中探索...

John Crosby · Haoran Cui · Yan Wang · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

多孔石墨烯和石墨因其独特的结构与热学特性，在电化学储能和光热应用中日益受到关注。本研究系统分析了含孔石墨及多层石墨烯的晶格热输运行为与声子谱特征。结果表明，相对于石墨烯基面呈倾斜传播的声子模式是跨平面热输运的主要贡献者，且表现出显著的弹道特性，导致跨平面热导率随层数近似线性增加。石墨烯中引入纳米孔会宽频抑制跨平面声子输运，而锂离子插层则有望增强该输运。研究揭示了关键石墨烯结构中跨平面热传导的内在机制，为热管理材料设计提供了重要指导。

解读: 该石墨烯跨平面热输运研究对阳光电源储能系统热管理具有重要价值。研究揭示的纳米孔抑制热传导和锂插层增强热输运机制，可直接应用于PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器的热界面材料优化。通过调控石墨烯层间结构，可实现电池模组与功率器件的定向导热设计：在需要隔热的区域引入多孔石墨烯降低热桥效应...

Jun Yang · Chuanxin Huang · Zhaorui Tong · Hongyu Fan 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本研究采用原子层沉积（ALD）技术制备了高介电常数（high-k）ZrAlOx介质，并应用于碳纳米管/氧化锌锡（CNTs/ZTO）互补金属氧化物半导体（CMOS）反相器中。通过优化ZrAlOx介电层的组分与工艺，有效提升了器件的栅控能力与界面特性，显著改善了CMOS反相器的电压增益、噪声容限及开关性能。实验结果表明，该高-k介质可有效抑制栅极泄漏电流并增强跨导，从而实现更优异的整体电学性能。此方法为高性能柔性及低温集成电子器件的发展提供了可行的技术路径。

解读: 该高-k介质CMOS技术对阳光电源功率电子控制系统具有重要参考价值。ALD制备的ZrAlOx介质展现的低泄漏、高跨导特性，可启发ST储能变流器和SG光伏逆变器中栅极驱动电路的优化设计，特别是SiC/GaN功率器件的栅极介质改进，有助于降低开关损耗、提升驱动响应速度。该技术的低温工艺特性适用于iSol...

Kangning Zhang · Jiawei Qiao · Sixuan Cheng · Mingxu Zhou 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本研究聚焦于室内有机光伏电池中的能量损失机制，揭示了电荷转移速率对能量损耗的关键调控作用。通过优化活性层材料的分子排列与界面特性，有效提升了电荷分离效率并抑制了非辐射复合。结合光强依赖性与外量子效率测量，阐明了低光照条件下能量损失的主要来源及其与电荷动力学的关联。该工作为设计高效室内有机光伏器件提供了理论依据与技术路径。

解读: 该室内有机光伏电池的电荷转移速率调控技术对阳光电源室内光伏应用场景具有参考价值。研究揭示的低光照条件下能量损失机制与电荷动力学关联，可启发SG系列逆变器在弱光环境下的MPPT算法优化，特别是针对室内分布式光伏系统的最大功率点追踪策略。电荷分离效率提升与非辐射复合抑制的思路，可借鉴至功率器件的载流子输...

Wentao Wu · Zihao Chen · Yixuan Chen · Jinyi Fei 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文报道了一种采用无电荷传输层夹心结构的Sb2S3薄膜太阳能电池，用于高效室内光伏应用。该器件以FTO/TiO2/Sb2S3/CuI/Au结构构建，在1000 lux荧光照明下展现出优异的光电转换性能，最大功率输出密度达46.8 μW/cm²，能量转换效率超过15%。通过优化吸收层厚度与界面接触，有效提升了载流子收集效率并降低了复合损失。该结构简化了制备工艺，避免了传统空穴传输层的使用，为低成本、可扩展的室内光伏技术提供了新思路。

解读: 该无电荷传输层Sb2S3室内光伏技术对阳光电源室内物联网供电方案具有重要参考价值。其15%的室内光转换效率和简化的器件结构，可应用于iSolarCloud云平台的无线传感器节点、智能运维系统的分布式监测设备自供电方案。夹心结构省去传统空穴传输层，降低制造成本，与阳光电源低成本光伏组件战略契合。46....

Ruoying Zhang · United Kingdom · Nianhua Peng · Haitao Ye · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

在5G、电动汽车和量子技术快速发展的背景下，对更高速、高效且耐用电子器件的需求激增，促使研究人员探索突破传统半导体材料（如硅、GaN和SiC）极限的新体系。金刚石因其卓越的热导率、极高的硬度和宽禁带特性，成为极具潜力的候选材料。结合先进的异质结结构，金刚石基异质结器件在超高速功率电子、下一代量子计算及高频射频系统等领域展现出革命性应用前景。本文综述了该领域的重要进展与挑战。

解读: 金刚石异质结器件的超高热导率和宽禁带特性对阳光电源功率器件升级具有前瞻价值。在ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中，当前采用的SiC/GaN器件已接近材料极限，金刚石器件可突破更高功率密度和开关频率瓶颈。其卓越散热性能可优化PowerTitan大型储能系统的热管理设计，减小冷却系统体积。在电动汽车O...

Shijie Liang · Wenjing Wang · Yanyan Huo · Qingyang Yue 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

利用连续域束缚态的融合机制，实现了超低功率下的全光自开关效应。该设计通过调控光子结构中的对称性和模式耦合，显著增强光与物质相互作用，大幅降低非线性响应阈值。实验结果表明，在极弱光输入条件下即可实现高效的光学双稳态与自切换功能，为片上集成非线性光子器件的发展提供了新途径。

解读: 该超低功率全光自开关技术对阳光电源SiC功率器件及电动汽车驱动系统具有前瞻性启发价值。研究中利用连续域束缚态融合机制实现的超低阈值非线性光学响应，其物理原理可类比应用于SiC器件的载流子调控与开关特性优化。通过借鉴其对称性破缺与模式耦合的设计思路，可探索降低SiC MOSFET的开关损耗与门极驱动功...

Amanda Wang · Nick Pant · Woncheol Lee · Feliciano Giustino · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

氮化铝是一种有前景的超宽禁带半导体，适用于光电子和功率电子器件，但其实际应用受限于掺杂困难和低电导率。本文通过第一性原理计算，研究了电子迁移率随温度、掺杂浓度和晶向变化的上限。综合考虑声子与电离杂质对电子的散射作用，分析了完全和部分电离条件下的掺杂体系。结果表明，室温下长程压电相互作用是电子-声子散射的主要机制；当掺杂浓度超过10¹⁶ cm⁻³时，电离杂质散射占主导，显著降低迁移率。

解读: 该氮化铝电子迁移率研究对阳光电源功率器件开发具有重要参考价值。AlN作为超宽禁带半导体（禁带宽度6.2eV），其高击穿场强和热导率特性可应用于：1）SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的新一代功率模块设计，突破现有SiC器件的耐压极限，实现更高功率密度；2）电动汽车驱动系统中的高温功率器件，利用AlN...

Miao Wang · Dingyi Yang · Yong Wang · Jie Wang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

具有耦合铁性序的二维多铁材料在可重构、低功耗电子器件中具有重要应用前景。本文基于第一性原理计算发现，双层Janus CrSCl在三种堆叠构型下均表现出本征磁性、滑移铁电性和铁谷极化的共存。在S–S堆叠中，层间滑移可同时反转电极化、谷极化并切换总磁矩。这些可逆且强耦合的序参量使得可通过电场和磁场调控四种不同的多铁态。研究结果表明Janus CrSCl是实现场调控二维多铁及多功能器件架构的理想平台。

解读: 该二维多铁材料的电场-磁场耦合调控机制对阳光电源功率器件创新具有启发意义。研究中展示的多物理场耦合特性与SiC器件的栅极电场调控原理相通，可为电动汽车驱动系统中的功率开关器件提供新型调控思路。特别是其低功耗、可逆切换特性，对车载OBC充电机和电机驱动控制器中的磁性元件（如变压器、电感）小型化设计有参...

De Mey · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

有机半导体在柔性电子和光谱优化光伏等领域具有广泛应用，但其器件效率较低且电荷传输机制尚不明确。传统的电流-电压特性分析为体相测量方法，在存在接触电阻等非理想情况下易导致参数误判。本研究利用调制振幅反射光谱（MARS）技术，通过振幅信号获取有机场效应晶体管在不同偏压下载流子分布的高分辨率二维图像。结果与实测的I-V及转移曲线一致，并用于验证工作状态下沟道内空间电势与电场分布的理论模型。MARS相位图像则提供了空间分辨的载流子动力学信息。

解读: 该有机半导体载流子表征技术对阳光电源功率器件研发具有方法学借鉴价值。MARS技术实现的沟道内载流子浓度与漂移速度二维映射，可类比应用于SiC/GaN功率器件的沟道特性分析，帮助优化ST储能变流器和SG逆变器中的功率模块设计。其非接触式空间分辨测量方法可规避接触电阻干扰，为三电平拓扑中器件的动态特性评...

Xingting Liu · Shanlei Xu · Weiguo Zhu · Xin Song · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本研究探讨了在面向室内光照应用的逐层有机光伏器件中，采用2-氯噻吩作为加工溶剂对埋入型给体材料聚集行为的调控作用。结果表明，该溶剂可有效优化给体层的分子堆积与相分离形态，增强电荷传输性能，抑制复合损失。通过调控薄膜的微观结构，器件在低照度条件下展现出优异的光电转换效率与稳定性，为高性能室内有机光伏器件的设计提供了新思路。

解读: 该有机光伏薄膜微观结构调控技术对阳光电源室内光伏应用具有参考价值。研究中通过溶剂工程优化分子聚集与相分离的方法，可启发SG系列逆变器在低照度MPPT算法的优化设计，特别是针对室内分布式发电场景的弱光追踪策略。埋入型给体层的电荷传输优化思路，与阳光电源功率器件中GaN/SiC异质结界面工程存在共性，可...

Hangyu Li · Danzhi Wang · Zhaofeng Zhou · Pengfei Hou · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文报道了一种基于不对称肖特基接触Au/WSe2/1T'-MoTe2异质结的双功能光电器件，兼具自供电宽带光电探测与红外光电突触功能。该器件在无外加电源下展现出优异的光响应性能，覆盖可见至近红外波段，并表现出高响应度和探测率。同时，通过调节栅压可实现对光诱导突触行为的连续调控，模拟了生物突触的短时程可塑性与长时程可塑性。研究为开发低功耗、多功能光电集成器件提供了新思路。

解读: 该自供电宽带光电探测技术对阳光电源光伏与储能产品具有重要应用价值。其基于异质结的自供电特性可启发SG系列光伏逆变器的MPPT算法优化，通过集成低功耗光强传感实现更精准的光照监测与功率追踪。器件的宽光谱响应（可见至近红外）特性可应用于iSolarCloud智能运维平台，实现组件级光谱分析与故障诊断。更...

Karan Roy · Andreas Amann · Saibal Roy · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文报道了一种电磁转导的多稳态非线性振动能量收集器，通过结合特殊设计的级联锥形弹簧结构拉伸与排斥性磁悬浮，实现在单一系统中融合单稳态与双稳态非线性势能的动态效应。结合全面的解析与数值仿真及实验验证，揭示了多模态非线性宽带能量收集器中电势耦合的特征及其关键动力学行为。采用动力学根轨迹追踪技术，系统追踪稳定、不稳定及隐藏解分支，实现对高响应动力学区域的预测性配置，并提升归一化功率积分密度指标。

解读: 该非线性能量收集技术对阳光电源储能与新能源产品具有重要应用价值。其多稳态宽带能量收集机制可应用于：1）PowerTitan储能系统的振动能量回收，利用电池柜及变流器运行振动进行辅助供能，降低待机功耗；2）SG系列光伏逆变器的环境能量采集，为无线传感器节点提供自供电方案；3）充电桩设备的机械振动能量回...

Yuchuan Ma · Hang Chen · Shuhui Zhang · Huantao Duan 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文报道了基于6英寸低阻Si衬底上生长的7.6 μm厚NPN外延结构的全垂直式GaN-on-Si功率MOSFET，器件具有优异的关断特性。该结构省去了传统n+-GaN漏极接触层，有效缓解了GaN生长过程中硅掺杂引起的拉应力，从而实现了在Si衬底上构建7 μm厚n--GaN漂移层的设计空间。器件在1 mA/cm²的低关态漏电流密度下实现567 V的高击穿电压，同时展现4.2 V阈值电压的增强型工作模式、7.8 mΩ·cm²的低比导通电阻和高达8 kA/cm²的导通电流密度。结果表明，在低成本Si衬...

解读: 该全垂直GaN-on-Si功率MOSFET技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。567V击穿电压和7.8mΩ·cm²超低导通电阻特性，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的DC-DC变换级，相比现有Si MOSFET显著降低开关损耗。基于低成本6英寸Si衬底的工艺路线，为阳光电源功率...

Yu Qi · Wenjie Xu · Yanhui Lou · Lai Feng · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

物联网设备的快速发展对适用于室内光照条件下为低功耗电子设备供电的可持续能源技术提出了迫切需求。在此背景下，室内光伏（IPV）技术成为实现物联网系统持续供能的重要解决方案。为提升室内光能转换效率，IPV吸光材料需具备1.7–1.9 eV的适宜带隙以匹配室内光源光谱，并具有高缺陷容忍性以抑制非辐射复合。全无机钙钛矿（AIPs），尤其是CsPbI3和CsPbI2Br，因其优异的光电性能和稳定性，成为理想的IPV材料。近年来，基于AIPs的IPV器件在室内光照下光电转换效率已突破40%，显著优于传统硅基...

解读: 全无机钙钛矿室内光伏技术对阳光电源物联网供能方案具有重要应用价值。该技术在室内弱光条件下效率突破40%，可应用于：1）ST储能系统的分布式传感器节点自供电，替代传统电池降低运维成本；2）iSolarCloud云平台的无线监测终端，实现免维护持续供能；3）充电桩的辅助电源系统，为通信模块、显示屏等低功...

Quanhe Yan · Haoze Li · Zhongyi Luo · Haoyu Cao · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文通过第一性原理计算研究了AgBiI4中的缺陷性质，并提出缺陷工程策略以提升其光伏性能。结果表明，通过调控合成条件可有效抑制深能级缺陷的形成，增强载流子寿命与迁移率。掺杂研究表明，适量Cu替代Ag或Sb替代Bi可优化载流子浓度并降低缺陷态密度。此外，碘空位的容忍性较高，有利于器件制备过程中的稳定性。本工作为AgBiI4基太阳能电池的材料设计与性能优化提供了理论指导。

解读: 该AgBiI4缺陷工程研究为阳光电源光伏产品提供了材料层面的理论指导。研究中通过Cu/Sb掺杂优化载流子浓度、抑制深能级缺陷的策略，可应用于SG系列光伏逆变器的上游组件材料选型与供应链质量管控。碘空位容忍性高的发现对提升组件长期稳定性具有参考价值，有助于优化iSolarCloud平台的衰减预测模型。...