Zhi Ling · Xuan Wang · Hua Tian · Gequn Shu 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 深海水下设备的能量系统是支撑其运行的核心要素，高能量密度、高安全性和稳定性是衡量该系统性能的关键指标。针对目前水下设备缺乏高度适应性二次循环系统的现状，本文构建了一套100 kW级回热再热型超临界CO2循环水下动力系统原型，并首次在模拟深海冷源（<2 °C）与微型反应堆热源（>500 °C）条件下，完成了从待机到发电全过程的性能测试。结果表明，该系统的实际循环热效率达到22.7%，发电功率为97.6 kW，在冷源温度±1 °C波动范围内均可稳定运行，且当海水温度突变时，系统流量波动仅为0....

解读: 该超临界CO2循环技术对阳光电源海上储能及电力电子系统具有重要借鉴价值。其22.7%循环效率和1MW/m³功率密度为海上风电储能系统(PowerTitan海上版)提供热管理优化思路。密闭自回流冷却技术可应用于ST系列PCS和SG大功率逆变器的液冷散热设计,提升功率密度。±1°C温度波动下0.725%...

Y.Y.Calderon-Seguraa · G.Burlak · P.Vargas-Chable · M.Tecpoyotl-Torres 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 太阳能电池——特别是有机光伏器件——中的低效率问题以及持续存在的能量损失机制，仍是太阳能研究领域面临的主要挑战。本研究提出了一种集成化的仿真框架，旨在改进太阳能电池内部光子传输和热行为的建模。在不同光子通量条件下，评估了氢化非晶硅（Si:H）的光伏性能与热性能。该方法结合了蒙特卡洛方法（MCM）、有限元法（FEM）以及一种基于链路的改进型蒙特卡洛（MMC）渗流算法，并应用于三维网格几何结构中。仿真结果表明，入射光子中有76.2%被吸收，14.1%被反射，9.7%透过器件。Si:H表现出优异...

解读: 该光子传输与热行为仿真技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及组件选型具有重要参考价值。研究中Si:H材料18.382%的转换效率及热梯度分布特性,可指导我司1500V系统的MPPT优化算法改进,提升光子吸收率建模精度。蒙特卡洛与有限元耦合方法可应用于PowerTitan储能系统的热管理仿真,优化ST系列...

Yi Zhang · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

无铅弛豫铁电体（RFEs）由于其优异的能量存储性能，在介电陶瓷电容器领域具有广阔的应用前景，例如脉冲功率器件、电机制造、传感器等。然而，实现高能量密度与高效率的协同优化仍是实际应用中的主要挑战。电容器的性能在很大程度上取决于金属电极与陶瓷之间的界面特性，这与载流子传输过程密切相关。本研究通过熵调控和阳离子缺陷调控来调节弛豫程度和缺陷偶极子，同时利用表面埋烧煅烧工艺实现表面微区区域缺陷的控制。我们设计并合成了系列BaTiO3基钙钛矿陶瓷材料及其表面阳离子缺陷改性样品，包括BaTiO3、Ba0.95...

解读: 该钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷储能技术对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过表面阳离子缺陷工程实现高储能密度(1.193 J/cm³)和高效率(83.41%)的突破,可应用于直流母线电容、功率脉冲缓冲等关键环节,提升PCS功率密度和瞬态响应能力。该陶瓷电容器的低剩余...

Xing Zhang · Chen Zhang · Haoliang Li · Zhipeng Ma 等5人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

采用溶胶-凝胶旋涂法制备了钙（Ca²⁺）掺杂的BZT薄膜Ba₁₋ₓCaₓZr₀.₂Ti₀.₈O₃（x = 0, 0.05, 0.1, 0.15和0.2），并将其沉积在Pt/Ti/SiO₂/Si基底上，用于脉冲电容器应用。通过调节Ca²⁺浓度，系统表征了Ba₁₋ₓCaₓZr₀.₂Ti₀.₈O₃薄膜的微观结构、铁电性能及储能性能。结果表明，Ca²⁺掺杂的BZT薄膜呈现单相钙钛矿结构。随着Ca²⁺浓度的增加，由于Ca²⁺离子取代BZT晶格A位离子，晶胞体积和容差因子均有所下降。当Ca²⁺含量增至x =...

解读: 该钙掺杂钛酸锆钡薄膜技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究实现的4210kV/cm击穿场强和33.1J/cm³能量密度,为ST系列PCS的薄膜电容器选型提供新方向。超高耐压特性可优化PowerTitan储能系统的直流母线电容设计,提升功率密度和循环寿命。纳米晶粒结构带来的低漏电流特性,可应用于...

Kun Houa1 · Boshen Wangb1 · Jiali Guo · Xiangyang Liu 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.329

摘要 液态二氧化碳储能是一种有前景的稳定可再生能源输出的技术；然而，由非等压储存引起的低效率和不经济性通常被忽视。针对这一问题，本研究提出了两种新型与抽水蓄能耦合的等压液态二氧化碳储能系统，即抽水蓄能辅助式和高背压抽水蓄能辅助式系统。这些系统通过采用水力设计的二氧化碳-水共储罐实现等压储存。研究首先对基础系统进行动态行为分析，随后开展基于多目标优化的热经济性能对比、参数分析以及经济不确定性分析。结果表明，在基础系统中忽略非等压储存会导致总㶲效率存在26.44%的偏差、储能密度出现59.67%的相...

解读: 该液态CO2储能技术为阳光电源储能系统提供重要参考。研究揭示非等压储能导致26.44%效率偏差和经济性高估,对ST系列PCS和PowerTitan系统设计具有启示意义。等压储能方案实现52.95%火用效率和0.131美元/kWh平准化成本,可指导阳光电源优化储能系统热管理策略、压缩机-涡轮协同控制及...

Qi Liua · Zijian Zhaoa · Zhe Lina · Haifeng Wangb 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

流道结构的优化对于质子交换膜燃料电池（PEMFC）在提升功率性能过程中的热能与能量管理至关重要。本研究分析了在双极板中设计的新型波浪形流道对大规模PEMFC电堆功率性能的改善效果。该新型波浪形流道的特点在于氢气与空气波浪形流道在空间上的重叠布置，以及双极板中气体通道与冷却剂通道的非对称几何结构。通过实验评估了采用波浪形流道的大规模PEMFC电堆的功率密度。建立了三维耦合数值模拟模型，用于研究流动动力学、传热传质及电能输出特性。在不同冷却剂温度（60 °C至80 °C）条件下，对比讨论了气体流速与...

解读: 该PEMFC波浪流道优化技术对阳光电源氢能储能系统具有重要借鉴价值。研究中的热管理策略(60-80°C冷却温度优化)可应用于ST系列PCS的液冷系统设计,通过流道结构创新降低欧姆热源和熵产生。波浪流道产生的间歇速度模式增强传质的机制,可启发PowerTitan储能系统的散热通道优化,提升功率密度。三...

Heidar Jafarizadeh · M.Soltaniabc · Walied Alfraidi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

本研究对液态空气储能（LAES）和压缩空气储能（CAES）进行了全面的热经济学评估，重点关注㶲与能量存储、材料 containment 以及储热（TES）单元相关的成本影响。通过解决以往存在的不确定性，旨在为能源领域的决策提供科学依据。研究揭示了CAES与LAES系统在空间布局上的显著差异：CAES将大量空间用于压缩空气储存（CAS），而LAES则将类似体积的空间用于液态空气罐（LAT）和TES单元的容纳。当考虑所有影响能量密度的空间因素时，LAES展现出显著的能量密度优势，其能量密度超过CAE...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能系统选型具有重要参考价值。LAES在能量密度上优于CAES 6.9倍,适合土地受限场景,但总成本高65%。对于PowerTitan等大型储能项目,400MW以上LAES系统成本优势明显,混合TES方案可降低14%成本。建议在地质条件受限区域优先考虑LAES技术路线,结合i...

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

采用电沉积方法在铜基体上于水溶液中制备了FeNiWMoMn高熵合金（HEA）涂层。沉积温度设定为75 °C，电流密度恒定为1 A/dm²，沉积时间分别为30 min、60 min和90 min。将沉积60 min的样品在200 °C下退火1小时，以研究其对磁性和结构性能的影响。利用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、能量色散X射线光谱（EDS）和电化学阻抗谱（EIS）对FeNiWMoMn合金涂层进行了表征。X射线衍射分析结果表明，该合金呈现立方晶体结构。晶粒尺寸在沉积时间为...

解读: 该FeNiWMoMn高熵合金电镀技术对阳光电源功率器件散热与电磁屏蔽具有应用价值。其纳米级晶粒结构(25-27nm)和优异的耐腐蚀性能可应用于ST系列PCS和SG逆变器的铜基母排表面改性,提升高温高湿环境下的可靠性。退火工艺降低位错密度、提高极化电阻的特性,可优化储能系统PowerTitan的电气连...

The PL spectra of three CQDs samples were measured by different excitation wavelengths range. In Table S1 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

基于碘化铅甲胺（MAPbI3）的钙钛矿太阳能电池（PSCs）具有高效的光伏性能。然而，诸如稳定性差以及易形成缺陷从而降低薄膜质量等不利因素限制了其商业化进程。在本研究中，我们报道了通过水热法合成双掺杂和三掺杂杂原子碳量子点（CQDs），并研究了其作为添加剂对PSCs性能的影响。文中描述了硼（B）和磷（P）共掺杂的碳点（B,P-CQDs）、硫（S）和磷共掺杂的碳点（S,P-CQDs），以及硼、硫、磷三掺杂的碳点（B,S,P-CQDs）作为添加剂的应用。由于这些碳点含有大量官能团（如羟基（–OH））...

解读: 该碳量子点钝化技术可显著提升钙钛矿电池效率(10%→15%)和电流密度,对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要启示。通过缺陷钝化抑制非辐射复合和离子迁移,可改善组件光衰特性,提升MPPT追踪精度和系统发电量。该材料工程思路可借鉴至功率器件表面处理,优化SiC/GaN器件界面缺陷,降低开关损耗。建议iS...

Santiago Madrug · Carolina Mendoz · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 自然能源为在电池不适用的环境中为低功耗电子设备（如传感器）供电提供了一种解决方案。在这些能源中，热电转换因其能够利用温度波动发电而尤为突出。然而，其效率严重受限于自然界昼夜循环中通常较小的温差，这限制了其在依赖环境热梯度时的实际应用。通过建立真实的物理模型并开展三维数值模拟，我们证明将热电发电机与潜热储能单元耦合可显著增强自然昼夜温度波动向电能的转化效率。该效率提升得益于自然对流与马兰戈尼对流的协同传热作用。我们采用一个标准热电模块（塞贝克系数 α = 0.027），并与包含相变材料十六烷...

解读: 该热电-相变储能技术为阳光电源储能系统提供创新思路。研究中昼夜温差利用与马兰戈尼对流增强机制,可启发ST系列PCS的热管理优化设计。PowerTitan等大型储能系统运行中产生显著温差,若集成微型热电模块与相变材料,可实现废热自供电,为传感器节点、监控模组提供持续电源,降低iSolarCloud平台...

Ali Heydari · Omar Al-Zu%27bi · Yaman Manaserh · Ahmad R. Gharaibeh 等8人 · Journal of Electronic Packaging · 2025年1月 · Vol.147

在线平台与网络人工智能的快速发展推动了计算能力需求和数据中心规模的急剧增长，亟需先进的冷却技术以应对日益增加的功率密度与能耗。本研究实验评估了一种面向高密度机架环境的两相直接芯片级液冷系统的性能，重点考察了集成行级与机架级歧管的160 kW制冷剂至液体（R2L）冷却分配单元（CDU）的实际应用效果。结果表明，该系统在高热负荷下具备优异的散热能力与运行稳定性，为下一代数据中心热管理提供了可行的技术路径。

解读: 该两相液冷技术对阳光电源大功率储能系统具有重要应用价值。PowerTitan等MW级储能系统中，功率模块和变流器在高负荷运行时产生集中热量，传统风冷方案能效比（PUE）较高。研究验证的160kW R2L直接芯片级冷却方案可应用于ST系列储能变流器的IGBT/SiC模块散热优化，通过两相冷却提升功率密...

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...

Zhengge Chen · Jianping Xu · Shungang Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月

为实现面向管道的能量收集（EH），本文提出一种微型涡轮驱动的印刷电路板（PCB）纳米发电机以及一种用于流体动能收集的非对称无桥交直流转换器。轴向磁通永磁（AFPM）PCB纳米发电机结构紧凑且功率密度高。此外，本文还提出了一种带有基于电阻的输入电压采样网络的非对称无桥交直流转换器，该转换器无需输入二极管。本文介绍了PCB纳米发电机的结构、无桥电路的工作模式和电路控制逻辑，并进行了仿真。最后，搭建并测试了所提出的能量收集系统，该系统在转速为1500转/分钟时可收集96毫瓦的能量。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于PCB纳米发电机的管道能量收集技术呈现出独特的应用价值。该技术采用轴向磁通永磁（AFPM）结构和无桥AC-DC转换器，实现了在1500转/分钟下96毫瓦的能量收集能力，这为我们在分布式能源管理和物联网监测领域提供了新的技术路径。 对于阳光电源的储能和智能运维系统而...

Keshia Saradima Indriadiab1 · Yankun Duc1 · Qian Hecd · Ning Yanab · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 氨（NH₃）因其高能量密度、易于液化以及在大规模合成、运输和储存方面已有的技术积累，被认为是极具前景的绿色能源载体之一。然而，要有效利用氨作为能源，许多下游过程仍需进一步发展。本综述重点讨论了两个关键催化过程所面临的主要障碍与挑战，即氨分解和催化氨燃烧。在第一部分中，我们探讨了在不同应用场景下通过氨分解获得高纯度、高压氢气所面临的技术难题。随后，我们分析了氨分解与催化氨燃烧在将氨直接用作燃烧燃料的过程中可能发挥的作用。深入理解并进一步优化这些催化过程，对于推动氨经济的发展至关重要，有助于构...

解读: 该氨能催化技术研究对阳光电源储能系统具有前瞻价值。氨作为高密度能量载体,其分解制氢及催化燃烧技术可与ST系列PCS及PowerTitan储能系统形成互补方案。氨储能可解决长时储能难题,通过氨-氢转换为储能系统提供稳定氢源,配合燃料电池实现季节性能量管理。建议关注氨制氢电力调节技术,探索氨储能与电化学...

Lin ChengDongfang Pan · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46

隔离式电源转换器已成为电源集成电路（IC）设计中的研究热点。ISSCC 2025特设“隔离电源与栅极驱动”专题，反映了该领域的快速发展。此类转换器可在不同电压域间安全可靠地传输电能，广泛应用于可再生能源、电动汽车和通信系统。在高电压恶劣环境中，电气隔离可有效抑制浪涌电流与地环路干扰。随着对小型化、高效率和高功率密度需求的提升，集成片上变压器的全集成架构正逐步取代传统模块方案，可在更小面积内实现超过5 kV的隔离能力，并降低系统成本[1]。

解读: 隔离式电源转换器的全集成架构对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，集成片上变压器技术可实现辅助电源模块的小型化与高功率密度设计，提升系统集成度；在SG系列光伏逆变器的1500V高压系统中，超5kV隔离能力可增强浪涌抑制与安全防护性能；在SiC/GaN功率模块的栅极驱动电路设计...

Mohammed Lemaalem · Selva Chandrasekaran Selvaraj · Ilias Papailias · Naveen K.Dandu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 锂-二氧化碳（Li-CO2）电池因其高的理论能量密度和固定CO2的能力而成为有前景的储能系统，其依赖于放电/充电循环过程中可逆生成Li2CO3/C。本文提出了一种多尺度建模框架，整合了密度泛函理论（DFT）、从头算分子动力学（AIMD）、经典分子动力学（MD）以及有限元分析（FEA），用于研究原子尺度和电池层级的性质。所研究的Li-CO2电池由锂金属负极、离子液体电解质以及负载Sb0.67Bi1.33Te3催化剂的碳布正极组成。采用Kubo-Greenwood公式，通过DFT和AIMD计算...

解读: 该多尺度建模方法对阳光电源储能系统开发具有重要借鉴价值。研究揭示Li-CO2电池容量随放电倍率呈指数衰减(0.1mA/cm²时81570mAh/g降至1mA/cm²时6200mAh/g),核心瓶颈在于Li2CO3沉积堵塞孔隙限制CO2传输。该建模框架结合DFT、分子动力学与有限元分析,可应用于ST系...

Changhyeon Han · Ki Ryun Kwon · Soi Jeong · Been Kwak 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月

研究了Al掺杂浓度及不同底电极对HfxZr₁₋ₓO₂（HZO）材料结晶性、铁电性、储能密度（ESD）和氧缺陷的影响。结果表明，这些性能变化与氧空位（VO）形成及四方相（t相）的稳定密切相关。较高Al浓度有助于增强t相稳定性，抑制向正交相（o相）转变，且该效应与底电极结构协同作用，显著调控HZO材料性能。研究为通过精确调控掺杂浓度与电极材料优化铁电器件提供了重要依据。

解读: 该HfO₂基铁电材料研究对阳光电源储能系统具有前瞻性应用价值。铁电材料的高储能密度特性可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的直流侧电容优化，通过Al掺杂调控实现更高能量密度和温度稳定性。氧空位调控机制为功率模块中SiC/GaN器件的栅极介质层优化提供理论依据，可提升器件开关特性和可靠...

The National Engineering Research Center of UHV Technology · Novel Electrical Equipment Basis · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

传统的聚合物薄膜电容器由于在高温下电导损耗显著增加，导致性能严重退化。本研究旨在通过构建PZT/SiO2异质结复合介电结构，提升聚醚酰亚胺（PEI）薄膜的高温储能性能。采用溶液浇铸法制备PEI薄膜，并通过磁控溅射技术在其表面沉积PZT和SiO2层进行改性。在150 °C条件下，该复合薄膜表现出636.7 MV/m的高击穿强度、4.28 J/cm³的放电能量密度，以及超过90%的充放电效率。PZT/SiO2异质结能有效抑制电荷注入，降低漏电流，并显著提高循环稳定性，在经历50000次充放电循环后性...

解读: 该高温聚合物薄膜电容技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。PZT/SiO2异质结构实现150°C高温下4.28 J/cm³能量密度和90%以上效率,可显著提升PowerTitan储能系统和ST系列PCS在高温环境下的功率密度与可靠性。5万次循环稳定性为光储一体化系统提供长寿命电容方案,特别适用于中...

Rui Sun · Jieyu Chen · Nano Energy · Thin Solid Films · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

采用溶胶-凝胶结合等离子体技术制备了Bi5Mg0.5Ti3.5−xZr_xO15（BMTZ_x_O，x = 0.00, 0.05, 0.10, 0.15）弛豫铁电薄膜。引入多取向B位缺陷离子对并增强局域晶格畸变，提高了薄膜的极化强度。缺陷离子对与弱电负性离子（Zr4+和Mg2+）的相互作用优化了弛豫特性，解耦铁电畴并为外场诱导的宏观畴提供恢复力。当x = 0.05时，薄膜在中低电场下表现出优异的能量存储性能，可回收储能密度达72.5 J/cm³，效率为70.0%。该研究为介电薄膜的高性能储能设计...

解读: 该弛豫铁电薄膜储能技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要参考价值。研究中72.5 J/cm³的高储能密度和70%效率在中低电场下实现，可为储能系统的直流侧薄膜电容器设计提供新方案。离子对工程优化的弛豫特性和畴解耦机制，可应用于改善储能变流器母线电容的快速充放电性能...

Nano Energy · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

提高介电电容器的能量存储密度是电力电子器件发展中的关键挑战。本研究在具有高极化和高居里温度的铋基层状钙钛矿类铁电体Bi4Ti3O12中，采用位点选择性多元素共掺杂策略，通过Pr3+在A位取代Bi3+引入阳离子无序，破坏长程铁电有序，显著降低剩余极化；同时Mn4+在B位取代Ti4+因d3与d0电子构型差异，延缓极化饱和。此外，掺杂浓度增加持续抑制薄膜漏电流，归因于微观结构优化与氧空位抑制，从而显著提升储能性能。

解读: 该铋基铁电薄膜储能技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的直流侧电容优化具有重要价值。研究通过多元素共掺杂实现的高储能密度介电电容器，可替代传统电解电容作为母线支撑电容，提升功率密度和可靠性。其高居里温度特性适配储能变流器宽温工作需求，低漏电流特性可降低损耗提升效率。该位...