Jingbi You · 半导体学报 · 2025年5月 · Vol.46

卤化物钙钛矿作为一种新型半导体光电子材料，兼具无机半导体优异的光电性能与有机半导体低成本、可印刷制备的优势，已成为半导体光电器件领域的研究前沿。近年来，钙钛矿太阳能电池在效率与稳定性方面取得显著突破：单结电池效率达27％，平方米级组件效率超18％，实验室稳定性达1万小时，外推寿命达数万小时，GW级产线初步建成。钙钛矿基叠层电池发展迅速，其中钙钛矿/晶硅叠层效率接近35％，大面积钙钛矿/硅叠层电池效率已超越单结晶硅电池，钙钛矿/钙钛矿、钙钛矿/有机及钙钛矿/铜铟镓硒（CIGS）叠层器件亦取得重要进...

解读: 钙钛矿太阳能电池技术对阳光电源光伏产品线具有战略意义。钙钛矿/晶硅叠层电池效率接近35%，已超越单结晶硅极限，可为SG系列逆变器提供更高功率密度的前端输入，推动1500V系统向更高电压等级演进。大面积组件效率超18%且具备低成本印刷制备优势，契合阳光电源分布式光伏解决方案的成本优化需求。钙钛矿材料的...

Xianglie Sun · Xu Chen · Jun Luo · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年10月

接触电阻（$R_{c}$）在先进的互补金属氧化物半导体（CMOS）晶体管的导通电阻中占很大比例。随着CMOS器件不断小型化，降低$R_{c}$成为一项关键挑战，这使得降低比接触电阻率（$\rho _{c}$）变得愈发迫切。当$\rho _{c}$值已降至低于$10^{-9}~\Omega \cdot$cm²范围时，要准确可靠地提取如此超低的$\rho _{c}$，就需要开发先进的测试结构。在这篇综述中，详细研究了传统的传输线模型（TLM）和圆形传输线模型（CTLM）测试结构。此外，还讨论了基于C...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于超低接触电阻率测量技术的论文虽然聚焦于CMOS半导体领域，但其核心技术原理对我们的功率半导体器件开发具有重要借鉴意义。 在光伏逆变器和储能系统中，功率器件（如IGBT、SiC MOSFET）的接触电阻直接影响导通损耗和系统效率。随着我们向更高功率密度、更高转换效率...

C. Bharatiraja · Aganti Mahesh · Bradley Lehman · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

电动汽车无线充电系统有望革新传统插电式充电方式，其中谐振感应电能传输（R-IPT）因高效率和较低工作频率在电动汽车中备受关注。电力电子变换器在实现高频与谐振运行中起关键作用，开关器件与补偿网络对谐振变换器设计至关重要。本文强调了变换器的重要性，探讨其选型因素与分类，综述无线电力传输各阶段的变换器拓扑及其特性，并分析宽禁带器件与半导体开关在R-IPT系统中的优缺点。此外，还总结了各类补偿拓扑的特征与局限性，为新型拓扑设计提供参考，并讨论了未来挑战与发展前景。

解读: 该文章对阳光电源新能源汽车业务线具有重要参考价值。文中系统梳理的R-IPT变换器拓扑与补偿网络设计方法，可直接应用于阳光电源车载OBC充电机的无线化升级，推动从传统插电式向感应式充电技术演进。宽禁带器件（SiC/GaN）在高频谐振变换器中的应用分析，与阳光电源功率器件技术路线高度契合，可优化充电桩产...

Lei Gu · Victor Gao · Aobo Yang · Tuofei Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

兆赫频率下的感应式无线功率传输有望实现紧凑且低成本的电力传输。然而，由于高频电路对寄生参数敏感，此类系统在直流-直流效率上普遍低于传统低频系统。本文系统分析了串联-串联、串联-并联、并联-串联和并联-并联等补偿拓扑的权衡，并提出在多兆赫设计中考虑半导体器件寄生参数以提升传输效率的方法。通过构建三套300 W的系统验证所提方法，交流-交流效率均超96%。最终实现6.78 MHz、1.7 kW输出、直流-直流效率达95.7%的原型系统。

解读: 该多兆赫无线功率传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的6.78MHz高频谐振技术可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩开发，实现95.7%直流效率的紧凑型无线充电方案。四种补偿拓扑的系统分析及寄生参数优化方法，可指导阳光电源在SiC/GaN高频器件应用中降低开关损耗。该技术...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

热网络模型为功率半导体器件的结温在线估计提供了一种间接且非侵入式的方法。目前，热网络模型参数主要从有限元模型中提取，或根据材料特性参数和几何尺寸计算得出。然而，随着功率模块老化，热网络模型的参数会发生变化，导致预设热网络模型估计的结温不准确。本文提出了一种用于功率模块长期结温监测的热网络模型，该模型考虑了冷却条件以及芯片之间的热耦合。通过测量运行工况中存在的待机状态下的结温冷却曲线，并利用人工智能算法的识别结果更新热网络模型的参数，实现了热网络模型与功率模块健康状态的同步，并对功率模块的老化程度...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项功率模块热网络模型原位参数辨识技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，IGBT等功率半导体器件是决定系统可靠性和寿命的关键部件，其结温监测直接关系到设备的安全运行和预防性维护策略。 该技术的核心创新在于通过人工智能算法实时更新热网络模型参数，使模...

Yan Li · Xibo Yuan · Yonglei Zhang · Kai Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

为确保并联功率模块之间的电流均衡分配，可采用有源栅极驱动器（AGD）动态调节电流。然而，在碳化硅（SiC）器件极快的开关速度（例如小于100纳秒）下，AGD要实现有效、灵活且精确的动态电流调节颇具挑战。因此，本文提出了一种用于并联碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）功率模块的AGD在线统一开通/关断延时及电流变化率调节方案。该方案的优势在于，它能对延时调节和电流变化率调节实现独立的闭环控制，即电流变化率的调节不会影响已调好的延时补偿。此外，所提出的基于仅含两个推挽驱动通...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对并联SiC功率模块的主动栅极驱动器（AGD）电流均衡技术具有重要的应用价值。在我们的大功率光伏逆变器和储能变流器产品中，多模块并联已成为提升系统容量和可靠性的核心架构，而SiC器件的广泛应用正在推动产品向更高功率密度和效率演进。 该技术的核心创新在于实现了延迟调节...

Zeeshan Zaheer · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年2月 · Vol.36.0

热稳定性、毒性和对湿气的敏感性是影响钙钛矿基太阳能电池长期性能的主要挑战。CeNiO3是一种稳定、无铅且易于制备的钙钛矿材料，由于其稳定的结构和长循环稳定性，目前正被研究用于超级电容器负极和光催化应用。本研究发现，纯CeNiO3具有1.25 eV的带隙，能够有效吸收可见太阳光谱的大部分区域；而La掺杂可将窄带隙的CeNiO3转变为宽带隙半导体（带隙分别为4.77 eV和4.85 eV）。介电研究表明，La掺杂样品中的能量损耗降低，特别是10% La掺杂的CeNiO3在所有入射频率下均表现出最小的...

解读: 该钙钛矿材料研究对阳光电源光伏逆变器和储能系统具有前瞻价值。CeNiO3的8.1%光电转换效率及宽光谱吸收特性,为SG系列逆变器的MPPT算法优化提供新材料适配方向。La掺杂后的宽带隙特性(4.77eV)和低介电损耗,与公司SiC/GaN功率器件的高频低损耗需求高度契合,可启发ST系列PCS的功率模...

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2024年12月 · Vol.36.0

多晶硅（p-Si）因其成本效益高、在太阳能电池中的高效性以及在电子器件中的广泛应用，对半导体和光伏产业至关重要。本研究通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法制备了具有不同厚度氮化硅（SiNx）涂层的多晶硅（p-Si）层，并系统合成与评估了其功能性特征。该研究探讨了不同厚度的SiNx织构层对底层p-Si基底光学和电子特性的影响。结果证实，SiNx钝化层对于提升基于p-Si器件的效率具有关键作用，能够降低表面复合速率、提高太阳能转换效率并增强光捕获能力。本文还研究了SiNx涂层厚度对p-Si...

解读: 该p-Si/SiNx钝化层研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及PowerTitan储能系统具有重要价值。30nm SiNx层实现86%量子效率和1.55eV带隙优化,可提升组件端转换效率,直接增强MPPT算法输入功率质量。降低表面复合速率技术可应用于1500V高压系统的组件选型标准,优化iSolarC...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

芯片温度对于评估碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）的浪涌可靠性至关重要。与正常情况下传统依赖虚拟结温不同，评估浪涌条件下芯片上的非均匀温度分布对于器件的稳健性和现场可靠性至关重要。本文提出了一种用于计算 SiC MOSFET 温度的新型场 - 路耦合模型。所提出的场 - 路耦合模型能够在电路仿真平台内实现温度场和电路的协同计算，捕捉芯片上电气和热特性的空间分布。通过三种不同的测试条件验证了场 - 路耦合计算模型的有效性。分析了不同浪涌电流幅值下 SiC MOS...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET电热耦合建模技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，SiC MOSFET在电网浪涌、短路故障等极端工况下的可靠性直接关系到产品的现场表现和质量口碑。 该论文提出的场路耦合模型突破了传统虚拟结温计算的局限性，能够精确预测芯片在...

Lingjie Qin · Jiejie Zhu · Qing Zhu · Bowen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月

在本文中，我们报道了采用优化的 Al₂O₃/原位 SiN 堆叠栅介质、在 6 英寸硅衬底上制备的用于 K 波段和 Ka 波段应用的高性能 AlN/GaN 金属 - 绝缘体 - 半导体高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）。这些 MIS - HEMT 的栅长小于 0.2 微米，漏源间距为 3 微米，经频率相关的电容 - 电压（C - V）测量验证，其展现出卓越的电学特性和优异的界面质量。此外，通过应力测试证实了器件的可靠性。在 18 GHz 的大信号射频（RF）工作条件下，当漏极电压为 8 V...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文展示的AlN/GaN MIS-HEMT技术虽然聚焦于K/Ka波段射频应用，但其核心技术突破对我们在功率电子领域具有重要的参考价值和潜在协同效应。 该研究在6英寸硅基底上实现的高性能氮化镓器件，与阳光电源在光伏逆变器和储能变流器中大量使用的功率半导体技术路线高度相关...

Koosha Choobdari Omran · Reza Beiranvand · Pourya Shamsi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

提出一种结合耦合电感CI和倍压器VM技术的新型非隔离DC-DC变换器。CI的漏感能量被有效回收，所有开关和二极管实现软开关条件。CI漏感与VM电容间的谐振提供软开关条件，无需独立谐振槽。VM级不仅降低半导体元件电压应力，还允许使用低压额定器件，从而降低导通损耗、成本并提高效率。通过适当调节开关占空比、CI匝比和VM级数可实现高电压增益，提供三个设计自由度。详细介绍了工作原理、稳态分析、元件应力、设计指南和性能比较。在最坏情况条件下实施并测试了输入电压范围40-50V、输出电压1kV、200kHz...

解读: 该高升压软开关变换器研究对阳光电源DC-DC变换器技术创新有重要参考价值。耦合电感回收漏感能量和无需独立谐振槽实现软开关的设计可应用于阳光PowerTitan储能系统的双向DC-DC模块，提高效率和降低成本。三个设计自由度（占空比、匝比、VM级数）提供的灵活性符合阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏...

Futian Qin · Feng Gao · Jingyang Fang · Tao Xu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

九桥臂模块化多电平变换器（9A-MMC）作为一种具有两组交流端口的新型高压大功率多电平拓扑，通过复用中间桥臂可有效减小系统体积、重量与成本。其稳态分析对电路参数设计、器件选型及性能评估至关重要，但现有模型过于简化，仅能实现定性分析。本文提出一种改进的稳态分析模型，采用更精确的调制参考信号并考虑桥臂电流中的环流分量。基于基尔霍夫定律建立基本电路方程，结合内部电气参量的循环耦合路径推导数学关系，并依据动态功率平衡构建求解调制信号与桥臂电流未知量的方程组，从而精确获取所有电气参数。仿真与实验结果验证了...

解读: 该九桥臂MMC稳态分析模型对阳光电源储能与充电桩产品具有重要应用价值。9A-MMC拓扑通过复用中间桥臂实现双端口AC输出，与阳光电源PowerTitan储能系统的双向变流需求高度契合，可优化PCS拓扑设计，降低系统体积与成本。改进模型考虑环流分量与动态功率平衡，可精确指导ST系列储能变流器的桥臂电流...

Majid T. Fard · Benjamin J. Luckett · JiangBiao He · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

本文提出一种面向五电平有源中点钳位（5L-ANPC）功率变换器的创新性数字孪生（DT）健康监测策略，针对其在高功率、安全关键应用中因半导体器件数量多而导致可靠性下降的问题。该方法构建实时DT副本，利用直流母线电容与飞跨电容电压、负载电流及开关模式等现有信号，在无需额外传感器的前提下实现开关开路故障的快速在线诊断，检测时间小于一个输出基波周期。实验结果验证了该DT健康监测方法在多种工况下的鲁棒性与有效性，显著提升系统可靠性并降低维护成本。

解读: 该数字孪生故障诊断技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。五电平ANPC拓扑与阳光电源储能产品采用的多电平技术架构高度契合，其无需额外传感器、仅利用现有电压电流信号实现快速故障诊断的方案，可直接集成至iSolarCloud智能运维平台，增强预测性维护能力。...

Jhonattan G. Berger · Christian A. Rojas · Alan H. Wilson-Veas · Rodrigo A. Bugueño 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

功率变换器的可靠性与半导体器件结温的变化密切相关。因此，拥有这些组件的精确模型至关重要。本研究提出了一种针对基于氮化镓（GaN）的直流 - 直流变换器的电热模型。实验评估采用了基于氮化镓的两电平降压变换器（TLBC），其中通过脉宽调制（PWM）实现电流控制，同时在 10 - $\text{500} \,\text{kHz}$ 的固定开关频率范围内开发了一个综合热模型。测试平台采用红外热传感器进行直接温度测量。通过与稳态和动态条件下的实验数据进行比较，对所提出的模型进行了验证。最后，本研究的贡献在...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN-HEMT器件的电热建模研究具有重要的战略价值。GaN功率器件因其高开关频率、低损耗特性，正成为下一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向，与公司"1+e"战略中对高功率密度、高效率产品的追求高度契合。 该研究的核心价值在于建立了精确的电热耦合模型，并通过10-...

Fengtao Yang · Laili Wang · Zizhen Cheng · Mengyu Zhu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

功率器件的高温能力是提升变换器功率密度的有效途径之一。热失控是线性模式下硅基MOSFET高温运行中的常见问题，但在碳化硅（SiC）器件中的表现尚不明确。本文首次系统研究了SiC功率MOSFET在25°C至375°C结温范围内线性模式下的电热相互作用机制，建立了理论模型，并通过半导体物理仿真与实验验证了其有效性。同时分析了封装参数对高温转换性能的影响，提出一种热敏感度控制方法，有望实现高灵敏度结温检测，为高温及超高温SiC应用提供理论依据与设计指导。

解读: 该SiC MOSFET高温电热相互作用机制研究对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC器件的高温运行能力直接影响系统功率密度和可靠性。研究提出的25-375°C全温域理论模型和热敏感度控制方法，可指导阳光电源优化功率模块设计，避免线性模式下的热失控风险。...

Sumin Han · Jingli Gao · Shangcong Tian · Jiaoxin Jia · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

提出基于阵列换能器的水下超声功率传输UPT系统以改善失调容限。阵列换能器通过多单元协同工作扩大有效传输区域，提高水下移动设备充电鲁棒性。实验验证该系统在水下环境和失调条件下的优越性能，显著提升传输稳定性和效率。

解读: 该水下超声功率传输研究对阳光电源特种应用场景有前瞻价值。虽然超声传输与阳光主营业务差异较大，但抗失调阵列技术思路可借鉴用于阳光水下AUV无线充电方案设计。该研究对阳光拓展海洋新能源应用有启发意义。...

Princess Nourah bint Abdulrahman University Researchers Supporting Project number (PNURSP2025R184) · Princess Nourah bint Abdulrahman University · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年4月 · Vol.36.0

由于钙钛矿在太阳能电池及其它能源替代形式中的潜在应用，已引起广泛关注。本研究采用基于密度泛函理论的广义梯度近似方法及Perdew-Burke-Ernzerhof（GGA-PBE）模拟，系统研究了FrJCl3（J = Be, Mg）材料的热力学、光电和物理特性。通过分析弹性常数，利用容差因子（Tf = 1.17, 1.04）、形成能（Hf = −3.397, −3.511 eV/原子）、内聚能（CE = −3.397, −3.511 eV/原子）以及Born稳定性判据（Cij > 0）对材料的稳定...

解读: 该钙钛矿材料FrJCl3的DFT研究对阳光电源光伏逆变器产品具有前瞻价值。其1.71eV带隙的FrBeCl3半导体特性与高吸收系数(347,255 cm⁻¹)表明可提升光伏电池效率,为SG系列逆变器的MPPT算法优化提供新材料适配方向。材料的宽光谱响应(可见光至紫外)特性可启发iSolarCloud...

Shengheng Zhu · Linxuan Li · Tiecheng Luo · Weiqu Chen 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年5月

本文展示了在 4H - SiC 衬底上采用异质外延 ε - Ga₂O₃ 制备的高电流增强型（E 型）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）。这些器件具有非故意掺杂（UID）沟道和超高导电性的引出区，引出区通过选择性区域氟等离子体表面掺杂工艺实现。在引出区，实现了超过 3×10¹⁴ cm⁻² 的高面载流子浓度（ns），且迁移率达到 47.1 cm²/V·s，显著降低了寄生电阻。所制备的沟道长度（LCH）为 2 μm 的 E 型 MOSFET 表现出 209 mA/mm 的高最大漏...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC衬底的ε-Ga₂O₃异质外延MOSFET技术展现出显著的战略价值。该技术通过氟等离子体选区掺杂工艺，实现了超高导电性的接入区，有效降低了寄生电阻，使器件在2μm沟道长度下获得了209 mA/mm的高漏极电流密度和42 mS/mm的峰值跨导，这些参数对我司...

Shuhan Wang · Zheng Zhou · Zili Tang · Jinghan Xu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年8月 · Vol.227

高效且精确的变异建模是电路评估中的关键环节，能够复现半导体器件的实际电学行为。传统的变异建模通常包含两个步骤：首先对基本电学特性进行紧凑建模，然后对MOSFET制造过程中引入的变异源（主要是结构参数和掺杂参数）进行子模型建模。这一冗长的过程导致器件生产与快速电路分析之间存在脱节。为了提高建模效率，本文提出了一种基于机器学习的一次性包含变异的紧凑建模方法。该方法利用条件变分自编码器（cVAE），直接构建包含变异的电流响应，无需单独的子模型建模步骤，因为cVAE模型能够自动提取变异源。通过与基于BS...

解读: 该基于条件变分自编码器的一步式变异建模技术对阳光电源SiC/GaN功率器件开发具有重要价值。传统MOSFET工艺变异建模需分步进行紧凑建模和子模型构建,周期长。该方法可直接生成含工艺变异的I-V特性曲线,显著缩短ST系列PCS和SG逆变器中功率器件的SPICE仿真建模周期。特别适用于三电平拓扑中Si...

Chunsheng Guo · Jiapeng Li · Yamin Zhang · Hui Zhu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年6月 · Vol.226

对于碳化硅（SiC）MOSFET，无论是多芯片模块还是多个分立器件，均需并联连接以实现高电流容量。然而，并联应用中出现的电流不平衡会降低器件的可靠性。本文重点研究了温度不均匀性和栅极陷阱电荷对SiC MOSFET电流不平衡行为的影响，并对阈值电压差异对电流不均匀性的影响进行了对比研究。最后，从电压和时间维度上比较了上述三个因素对SiC MOSFET电流不均匀特性的影响。结果表明，在静态过程中，由于温度不均匀性引起的漏源电流不平衡百分比可始终保持在10%以上；在动态过程中，由于温度不均匀性引起的漏...

解读: 该研究揭示SiC MOSFET并联应用中温度不均匀性和陷阱电荷导致的电流不平衡机理,对阳光电源ST系列储能变流器、电动汽车驱动系统及充电桩产品具有重要指导意义。研究表明静态和动态过程中温度不均匀性引起的电流失配均超过10%,这为我们优化多芯片并联SiC模块的热管理设计、改进栅极驱动均流策略提供理论依...