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钇掺杂浸渍钪酸盐阴极的制备及发射性能研究
Preparation and Emission Performance Investigation of Yttrium-Doped Impregnated Scandate Cathode
Ruoqi Zhang · Shixian Ding · Xiaoxia Wang · Feng Ren 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
针对钪酸盐阴极在微波真空器件中因发射均匀性和重复性差而受限的问题，通过掺杂钇元素改善其发射性能。结合浸渍剂成分分析、阴极发射测试、表面元素表征及密度泛函理论计算，研究了钇对表面功函数和吸附能的影响机制。结果表明，当钇含量为3 at%时，阴极发射性能最优，1100 °C下脉冲电流密度达466.4 A/cm²，实用功函数为1.64–1.68 eV。适量钇促进Ba₂ScAlO₅生成，提升钡覆盖度；过量则生成BaY₂O₄，抑制发射性能。
解读: 该钇掺杂浸渍钪酸盐阴极技术对阳光电源真空电子器件应用具有参考价值。虽然该研究聚焦微波真空器件阴极材料，与阳光电源核心业务（光伏逆变器、储能变流器）的功率半导体器件技术路线存在显著差异，但其材料掺杂优化方法论具有启发意义：通过精确控制掺杂元素（钇3 at%）优化表面功函数（1.64-1.68 eV）和...
耦合多物理场全耦合模型与优化原子通量散度仿真对铝互连电迁移的加速寿命试验与预测
Accelerated Life Test and Prediction of Electromigration in Aluminum Interconnects Coupling Multiphysics Full Coupled Model With Optimized Atomic Flux Divergence Simulation
Xueliang Wang · Shuo Feng · Tao Luo · Jinyuan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年3月
随着微电子器件的小型化和高功率需求，封装结构中互连所承载的电流密度不断增加，并达到了电迁移（EM）失效的阈值。在本研究中，我们研究了铝（Al）互连在三种不同电流密度（1/3/5 MA/cm²）下电迁移过程中的微观结构演变和空洞形成情况，并提出了一种将全耦合理论与优化的原子通量散度法相结合的方法。研究结果如下。首先，对于集成电路中的互连，在一定温度范围内，电流密度是影响互连电迁移寿命的主要因素。随着电流密度的逐渐增加，热传递对电迁移的影响不可忽视。原子浓度梯度和应力梯度可以抑制电迁移失效。其次，互...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于铝互连电迁移加速寿命测试与预测的研究具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能系统的功率电子器件中，铝互连作为关键的封装结构，直接承载着高密度电流传输任务。随着我们产品向高功率密度、小型化方向发展，特别是在1500V及以上高压系统中，互连结构面临的电流密度持续攀升，...
在10⁷ ions/cm²注量和82.1 MeV⋅cm²/mg LET环境下抗辐照的1.4-kV β-Ga₂O₃异质结势垒肖特基二极管
1.4-kV Irradiation-Hardened β-Ga₂O₃ Heterojunction Barrier Schottky Diode Under 10⁷ ions/cm² Fluence and 82.1 MeV⋅cm²/mg LET Environments
Na Sun · Zhengliang Zhang · Feng Zhou · Tianqi Wang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月
空间环境中重离子辐照引发的单粒子烧毁（SEB）对航空航天电力电子器件构成了重大威胁。本研究展示了具有卓越单粒子烧毁能力的抗辐照 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$\beta $ </tex-math></inline-formula>-Ga₂O₃异质结势垒肖特基（...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1.4kV抗辐照β-Ga₂O₃异质结势垒肖特基二极管技术具有重要的战略参考价值，但其应用场景与公司当前主营业务存在显著差异。 该技术的核心突破在于解决航天环境下重离子辐照引发的单粒子烧毁问题，通过深沟槽p型NiO填充和高介电常数BaTiO3场板设计，实现了超过1.4k...
并网型风光储电解铝系统容量优化
Capacity Optimization of Grid-Connected Solar-Wind-Storage-Electrolytic Aluminum System
Qunhai Huo · Xiaoqian Li · Qiran Liu · Huawei Deng 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
摘要：能源密集型产业消耗大量能源并排放大量二氧化碳，给环境保护带来了沉重负担。然而，这些产业向绿色低碳运营转型可能不足以应对全球气候变化和实现碳中和目标。为应对这一挑战，本文聚焦负荷型电解铝生产过程，构建了一个双层优化模型。其目标是优化光伏（PV）、风力发电机（WT）和储能系统的配置，以最大限度地提高铝生产中可再生能源的利用率。双层优化模型的外层旨在实现最大经济效益，内层则设定为确定最小储能配置容量。采用非支配排序遗传算法 II（NSGA-II）进行优化分析。此外，该模型考虑了电解铝的灵活可调性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的"光伏-风电-储能-电解铝"系统容量优化模型具有重要的战略价值和实践意义。 首先，该研究为阳光电源拓展高耗能工业领域的新能源解决方案提供了理论支撑。电解铝行业作为典型的能源密集型产业，其负荷特性与新能源波动性的匹配一直是行业痛点。论文中将电解铝负荷视为可调节资...
具有复合终端结构和衬底减薄的1200-V/10-A低热阻Ga₂O₃肖特基势垒二极管
1200-V/10-A Low Thermal Resistance Ga₂O₃ Schottky Barrier Diode With Composite Terminal Structure and Substrate Thinning
Zhihong Feng · Shida Han · Yuangang Wang · Hongyu Guo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
在本研究中，通过采用台面与双场板复合终端结构，并结合衬底减薄工艺，实现了一款高性能的β - Ga₂O₃垂直肖特基势垒二极管（SBD），该二极管具有高击穿电压、低热阻、低导通电阻、高浪涌电流和高巴利加优值（FOM）等特性。利用研磨和抛光工艺消除了亚表面损伤层，从而实现了低欧姆电阻。得益于减薄至 85 µm 厚的衬底，阳极面积为 2×2 mm²的器件导通电阻从 174 mΩ降至 112 mΩ。因此，在 2 V 偏压下，相应的正向电流从 6.04 A 增加到 10.1 A，浪涌电流从 20 A 增加到...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项氧化镓（Ga₂O₃）肖特基二极管技术具有重要的战略价值。该器件实现了1200V耐压、10A正向电流和342 MW/cm²的Baliga品质因数，这些参数直接对应我们光伏逆变器和储能变流器中功率开关器件的核心需求。 **技术价值分析：** 首先，该器件通过衬底减薄至8...
X射线辐照诱导的p-GaN肖特基栅HEMT阈值电压不稳定性
X-Ray Irradiation-Induced VTH Instability in Schottky-Gate p-GaN HEMTs
Yu Rong · Feng Zhou · Wenfeng Wang · Can Zou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月
p型氮化镓（p - GaN）肖特基栅结构增强型（E - mode）高电子迁移率晶体管（HEMT）在辐照应用方面具有巨大潜力，但其阈值电压（$V_{TH}$）的不稳定性仍在研究之中。在这项工作中，通过构建一个剂量可调且集成了外围偏置电路的X射线辐照在线监测系统，全面研究了阈值电压（$V_{TH}$）的不稳定性与辐照剂量和漏极偏置的关系。在仅进行辐照的条件下，该器件在低剂量辐照时呈现出负的$V_{TH}$漂移，随后在高剂量辐照时出现正的$V_{TH}$漂移。通过进行数值模拟、霍尔测量和电容 - 电压...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN肖特基栅结构HEMT器件在X射线辐照下阈值电压稳定性的研究具有重要的战略参考价值。GaN基高电子迁移率晶体管（HEMT）作为第三代宽禁带半导体器件，在光伏逆变器和储能变流器的功率转换环节具有显著优势，其高频开关特性和低导通损耗可直接提升系统效率和功率密度。...
下一代光热电站颗粒/超临界CO2流化床换热系统的设计与性能研究
Design and performance study of the particle/supercritical CO2 fluidized bed heat exchanger system for next generation CSP plant
Ruina Xua · Zhipeng Zhang · Feng Suna · Yi Xua 等11人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.297
摘要 本文提出并构建了首套兆瓦级（MWth）用于下一代聚光太阳能发电（CSP）电站的颗粒/超临界二氧化碳（sCO2）流化床换热系统。在该CSP电站中，固体颗粒被选作太阳能集热器的吸热介质，并通过换热器将热量传递给sCO2，随后被加热的sCO2进入透平做功。换热器本体采用流化床结构，其中sCO2管束在流化空气的作用下从高温颗粒中吸收热量。颗粒沿换热器壁面流动，sCO2在两个箱体内部自上而下流动，流化空气被循环利用以提高系统的换热效率。本文详细描述了系统的整体结构设计。实验于2021年起在中国北京延...
解读: 该颗粒/超临界CO2流化床换热技术为下一代光热电站提供了高效热能转换方案,出口温度达552°C、效率83.2%,对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其高温储热与sCO2布雷顿循环结合的思路,可启发ST系列储能变流器在光热-储能耦合场景的拓展应用。该系统的热管理技术和高效换热设计,对PowerTita...
压缩空气储能系统衬砌岩洞的荷载分担特性：理论分析
Load-sharing characteristics of lined rock caverns of compressed air energy storage system: A theoretical analysis
Yue Xiang · Guohua Zhang · Xinjin Wang · Guoyin Zhang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388
摘要 压缩空气储能（CAES）被认为是一种为电力系统提供辅助服务的可行方案，其中地下衬砌岩洞（LRC）是储存压缩空气的良好选择。在过去几十年中，基于现场试验和数值模拟，已提出了一些关于LRC的旧有设计理念，例如由围岩承担大部分内压而钢衬承担较少荷载等。然而，这些理念尚未得到理论上的验证。为克服这一局限性，本文在若干合理假设的基础上，建立了一个严谨的解析模型，用以证明LRC的荷载分担特性。尽管仅涉及简单的弹性理论，该解析模型仍能可靠地预测LRC的力学行为，并通过与数值模拟以及实验室/现场试验结果的...
解读: 该压缩空气储能地下洞穴承载特性研究为阳光电源大规模储能系统提供重要参考。研究揭示围岩承担80%内压、混凝土衬砌17%、钢衬仅3%的荷载分配规律,对PowerTitan等大型储能系统的选址具有指导意义。CAES作为电网辅助服务的可行方案,可与阳光电源ST系列PCS协同构建GW级储能电站。研究提出的高地...
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