Tong Xu1Meixin Feng2Xiujian Sun2Rui Xi2Xinchao Li2Shuming Zhang2Qian Sun2Xiaoqi Yu3Kanglin Xiong3Hui Yang4Xianfei Zhang5Zhuangpeng Guo5Peng Chen5 · 半导体学报 · 2025年9月 · Vol.46

光子晶体表面发射激光器（PCSELs）利用二维光子晶体的布拉格衍射实现高功率、低发散角的单模输出，近年来受到广泛关注[1-3]。2023年，京都大学报道了基于GaAs的945 nm PCSEL，在连续波（CW）工作模式下单模输出功率超过50 W，光束发散角窄至0.05°，亮度达到1 GW·cm⁻²·sr⁻¹，可与传统大体积激光器相媲美[4]。

解读: 该GaN基光子晶体表面发射激光器技术对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。虽然研究聚焦光电子领域，但其电注入结构设计、热管理方案及GaN材料的高温稳定性特性，可为ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中的GaN功率模块散热优化提供借鉴。特别是其室温连续工作能力验证了GaN器件在高功率密度应用中...

Yumeng Cai · Cong Chen · Zhibin Zhao · Peng Sun 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月

栅氧化层退化是SiC MOSFET面临的主要可靠性挑战之一。本文提出了一种基于分裂C-V（CGS和CGD）的方法，用于在偏置温度不稳定性（BTI）条件下精准定位栅氧化层的退化位置，这对提升功率器件的长期可靠性具有重要意义。

解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩的核心功率器件。随着产品向高功率密度和高效率演进，SiC器件的长期可靠性直接决定了系统的全生命周期运维成本。该研究提出的分裂C-V表征方法，能够帮助研发团队在器件选型及失效分析阶段，精准定位栅氧化层退化机理，...

Zhenghua Wang · Lei Yuan · Bo Peng · Yuming Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

本文通过TCAD仿真，对比分析了中压（3300-6500V）垂直结构Ga2O3与SiC平面栅MOSFET的结构设计、静态/动态损耗及短路鲁棒性。研究表明，Ga2O3 MOSFET在特定导通电阻方面表现出潜力，为下一代高压功率器件的应用提供了理论依据。

解读: 随着阳光电源在大型地面光伏电站及高压储能系统（如PowerTitan系列）中对更高功率密度和效率的追求，中压功率器件的选型至关重要。目前SiC器件已在阳光电源的组串式逆变器和PCS中广泛应用，而Ga2O3作为超宽禁带半导体，在3300V及以上的高压领域具备理论上的低损耗优势。建议研发团队持续关注Ga...

Xu Kong · Yan-zhao Xie · Wen-qi Xing · Zhen-dong Sun 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月

本文介绍了一种基于瞬态电场（E-field）的测量方法，用于监测舟山200kV换流站中模块化多电平换流器（MMC）和高压直流（HVDC）断路器的开关动作。研究表明，换流站内的开关瞬态电场具有准静态特性，可实现对电力电子设备动作时刻的无创、高精度捕捉，为复杂电力系统设备的运行状态监测提供了新手段。

解读: 该研究提出的基于瞬态电场脉冲的无创监测技术，对于提升大型电力电子设备的运行可靠性具有参考价值。虽然阳光电源目前主营业务集中在光伏逆变器、储能系统（如PowerTitan）及风电变流器，尚未直接涉及高压直流输电（HVDC）领域，但该监测方法在大型储能电站或高压组串式逆变器阵列的故障诊断与瞬态特性分析中...

Zihan Zhang · Lei Yuan · Yang Liu · Bo Peng 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

碳化硅（SiC）门极可关断晶闸管（GTO）具有高电流密度、高阻断电压、高开关频率和优异的热阻等特点，非常适合作为脉冲功率系统中的脉冲开关。然而，其可靠性仍然是一个亟待关注的关键问题。目前关于SiC GTO热失效机制的研究有限，部分原因是忽略了p - n结电压对热分布的影响。在本研究中，对热力学模型中的塞贝克系数（S）进行了修改，首次考虑了4H - SiC GTO中由塞贝克效应引起的、以往被忽略的珀尔帖热和汤姆逊热。仿真分析表明，修改后的模型能更精确地捕捉到GTO阳极下方的局部热集中现象。修改后的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于4H-SiC GTO晶闸管热模型优化的研究具有重要的战略参考价值。作为全球领先的新能源设备制造商，我们在光伏逆变器、储能变流器等核心产品中大量应用功率半导体器件，而SiC器件正是我们实现高功率密度、高效率产品设计的关键技术路径。 该研究首次在热模型中引入Pelti...

Yefan Zhang · Shihao Yu · Peng Yang · Xiaopeng Luo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月

在本文中，我们设计了一种优化的铁电隧道结（FTJ）器件结构，即在 Hf₀.₅Zr₀.₅O₂（HZO）薄膜之间插入 3 纳米的 Al₂O₃。Al₂O₃ 中间层可以阻止 HZO 晶粒的纵向生长，并增加铁电畴的数量。因此，带有 Al₂O₃ 中间层的 FTJ 器件展现出惊人的多级状态（256 级）和超低的计算功耗（76.1 皮瓦/比特）。此外，所提出的 FTJ 器件具有高线性度（ $\alpha _{\text {p}} = -1.262$ ）、宽调制能力和良好的可重复性。研究结果表明，该器件在高能效类...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项铁电隧道结（FTJ）技术虽然当前主要面向类脑计算领域，但其核心特性与我们在新能源领域的技术需求存在潜在契合点。 该技术通过在HZO铁电薄膜中插入Al₂O₃中间层，实现了256级多态存储和76.1 pW/bit的超低功耗，这种极致的能效优化理念与阳光电源在光伏逆变器和储...

Sherzod Khaydarov · Haihua Wang · Wei Zhang · Peng Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年10月

本研究探讨了基于绝缘体上硅（SOI）衬底的伪反相器（Ψ - 反相器）和伪 MOS（Ψ - MOS）在 NO₂ 和 NH₃ 气体检测中的应用。实验结果表明，具有高内部增益特性的 Ψ - 反相器，在针对两种目标气体的不同沟道厚度条件下，与 Ψ - MOS 器件相比，始终表现出更优异的灵敏度。在 1 ppm 浓度下，Ψ - 反相器对 NO₂ 和 NH₃ 的灵敏度分别达到了 1248% 和 83.9%，分别是 Ψ - MOS 灵敏度的 102.5 倍和 19.7 倍。此外，Ψ - 反相器结构具有直接输出...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于SOI基板的伪逆变器气体检测技术具有重要的潜在应用价值。在光伏电站、储能系统及氢能设施的运维管理中，环境气体监测是保障设备安全和人员健康的关键环节。 该技术对NO₂和NH₃的高灵敏度检测能力（1 ppm浓度下分别达到1248%和83.9%的灵敏度）可为我司多个业务...

Ruiqing Yang · Guojin He · Ranyu Yin · Guizhou Wang 等9人 · Applied Energy · 2025年7月 · Vol.390

摘要 当前大多数提升模型精度的研究主要集中在模型本身的优化上，往往忽视了数据集质量的关键作用，尤其是在遥感大数据背景下。许多关于光伏发电（PV）的大规模提取研究通常仅关注光伏电站边界的粗略勾画，这限制了更深入的下游分析潜力。本文提出了一种针对光伏电站内部光伏板进行细粒度提取的框架，而非仅仅捕捉电站的外部轮廓。通过聚焦于单个光伏板级别的分割，该方法为下游应用（如发电量估算和空间布局优化）提供了更为精确的评估基础。该框架融合了先验知识，以应对地表覆盖、成像条件以及背景干扰所带来的挑战。一种创新的标签...

解读: 该超高分辨率光伏板分割框架对阳光电源iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。通过面板级精细识别,可显著提升SG系列逆拟器的MPPT优化策略精度,实现组串级故障诊断与发电量评估。数据集质量提升(78%→92%)为预测性维护算法提供可靠训练基础,结合先验知识的标注效率提升75%可加速电站数字...

Haoming Wang · Chao Peng · Zhifeng Lei · Zhangang Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

本文通过激光辐照研究了碳化硅（SiC）功率金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的单粒子效应（SEE）。在脉冲激光双光子吸收（TPA）条件下，观察到了单粒子烧毁（SEB）和漏电流增加现象。获得了对应不同偏置电压的单粒子效应能量阈值。提出了一种改进的等效线性能量转移（ELET）模型，用于关联碳化硅MOSFET中激光诱导的单粒子效应和重离子诱导的单粒子效应。实验结果表明，当激光能量超过42纳焦时，改进模型得到的等效线性能量转移值与重离子实验得到的线性能量转移（LET）值之间的误差低...

解读: 作为全球领先的新能源设备供应商，阳光电源在光伏逆变器和储能系统中大量采用SiC功率MOSFET以提升系统效率和功率密度。该论文针对SiC器件单粒子效应的激光测试方法研究，对我们产品的可靠性验证具有重要战略意义。 从业务应用角度看，单粒子效应是影响功率器件长期可靠性的关键因素，尤其在高海拔光伏电站、...

Chaofan Lin · Peng Zhang · Mikhail A. Bragin · Yacov A. Shamash · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月

本文提出了一种新颖的紧凑且无损的量子微电网形成（qMGF）方法，旨在实现电力系统高效运行优化并提升韧性。该方法通过无损重构确保结果与经典MGF等效，并基于图论驱动的二次无约束二元优化（QUBO）避免了连续变量冗余编码的问题。qMGF采用紧凑型建模，显著减少所需量子比特数，适用于近期量子计算机的高精度、低复杂度部署。在真实量子处理单元上的实验证明，qMGF以更少量子比特达到了与经典方法相当的高精度。

解读: 该量子微电网形成技术对阳光电源PowerTitan储能系统和智能微电网解决方案具有重要应用价值。qMGF方法可优化多储能单元协同控制策略，在电网故障时快速重构微电网拓扑，提升系统韧性。其紧凑型QUBO建模思路可启发ST系列储能变流器的并网/离网切换算法优化，减少计算资源消耗。基于图论的无损重构方法适...

Hyunjun Oh · Wencheng Jin · Peng Peng · Jeffrey A.Winick 等12人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391

摘要 数据中心内的电子设备在运行过程中会产生热量，必须通过冷却系统将热量散去，以防止设备过热并维持其最佳性能。随着对数据密集型服务需求的不断增长，用于数据中心冷却系统的电力消耗也日益显著。尽管已有多种技术被开发并集成到数据中心冷却系统中，但目前仍缺乏高效的替代方案。本研究设计了一种水库式热能储存（RTES）系统，该系统可在冬季储存冷能，并在夏季释放以供数据中心冷却使用。随后，我们评估了将RTES与干式冷却器及余热回收技术结合，满足全年5 MW冷却负荷的技术经济性能。结果表明，在20年的使用寿命内...

解读: 该储热技术为数据中心冷却提供了创新思路,对阳光电源储能系统具有重要启示。可将ST系列PCS与热能存储结合,开发冷热电三联供方案:冬季利用光伏余电驱动热泵储冷,夏季释放降低数据中心能耗。技术优势体现在:1)levelized成本仅为传统方案1/3,与PowerTitan储能经济性目标契合;2)年减排1...

Ruoying Zhang · United Kingdom · Nianhua Peng · Haitao Ye · Applied Physics Letters · 2025年8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...

Jia Peng · Ruisong Zhang · Shurong Li · Daning Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月

阻尼交流（DAC）测试广泛用于电力电缆局部放电（PD）检测，但传统方法在直流充电过程中易产生空间电荷累积，损害电缆绝缘。为此，本文提出一种新型DAC发电机拓扑结构，在原有基础上增加储能电容和开关器件。通过在不同时刻控制开关动作，使电缆电压从接近零开始振荡，避免了高直流电压起始导致的空间电荷注入。实验平台验证结果表明，该发电机运行正常，可有效激发电缆缺陷处的局部放电信号。对比实验显示，针对两类缺陷，新型DAC电压下的总放电量低于传统方式，证明其有效抑制了空间电荷注入。

解读: 该新型阻尼交流发电机技术对阳光电源储能系统和电网侧设备的电缆检测维护具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器中，高压电力电缆是关键连接部件，其绝缘状态直接影响系统安全。传统局放检测方法的空间电荷累积问题可能加速电缆老化，而该技术通过储能电容与开关器件的协同控制，实现从...

Chao Peng · Zhifeng Lei · Teng Ma · Hong Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本文报道了 650 V p 型氮化镓（GaN）栅高电子迁移率晶体管（HEMT）在重离子辐照下漏电流增大的现象。重离子导致 GaN HEMT 漏电流增大的退化情况与重离子的线性能量转移（LET）值和偏置电压有关。仅在 LET 值为 60.5 MeV·cm²/mg 的钽（Ta）离子辐照下观察到漏电流增大，而在 LET 值为 20.0 MeV·cm²/mg 的氪（Kr）离子辐照下未观察到该现象。此外，较高的偏置电压会导致漏电流增大的退化现象更为明显。当器件偏置电压为 100 V 时，漏极和源极之间存在...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN栅极HEMT器件重离子辐照效应的研究具有重要的可靠性参考价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度等优势，正逐步成为光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关器件。然而，该研究揭示的重离子辐照导致的漏电流退化机制，对我们在特殊应用场景下的产品设计提出了新的...

Shunliang Wang · Aobo Jiang · Junpeng Ma · Peng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月

在进行暂态同步稳定性分析时，由跟网型（GFL）和构网型（GFM）变流器组成的混合并联系统可被表征为高阶非线性动态系统，现有方法无法对其进行清晰分析。现有方法分别对每个变流器的功角进行分析，未能阐明不同变流器之间功角的暂态耦合动态过程。为填补这一空白，本文通过保结构降维映射提出了一种二维相图方法，该方法能有效揭示 GFM 变流器和 GFL 变流器之间的交互动态。所提方法详细阐述了影响暂态稳定的四类因素。此外，通过应用二维相图揭示了限流策略对暂态稳定性的影响。最后，提供了实验结果以验证理论分析。

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于混合并联变流器暂态稳定性分析的研究具有重要的实用价值。当前，我们的光伏逆变器产品线同时涵盖跟网型（GFL）和构网型（GFM）技术路线，而在大型光伏电站和储能电站中，这两类变流器往往需要混合并联运行。该论文提出的二维相位图分析方法，为我们理解和优化这种复杂系统的暂态同...

Zhengchao Yan · Baidong Peng · Jipan Wang · Bo Liang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

本文提出了一种面向自主水下航行器（AUV）的水下无线电力传输（WPT）系统，旨在减小轴向错位的影响。设计并分析了多绕组螺线管发射线圈，以提高对轴向错位的容忍度。通过对所提出的磁耦合结构进行优化，仿真与实验结果表明，其互感在大范围轴向错位下仍保持稳定。搭建了基于该磁耦合结构的水下WPT实验平台，验证了理论与仿真分析。当轴向错位达到100 mm线圈宽度的80%时，输出功率波动率低于6%，输出功率基本稳定；在错位从0增至80 mm时，系统效率维持在89.4%～90.4%，输出功率为454～481 W。

解读: 该水下无线电力传输技术对阳光电源新能源汽车充电桩产品线具有重要借鉴价值。其多绕组螺线管结构实现的80%错位容忍度和89.4%~90.4%高效率传输，可直接应用于动态无线充电场景，解决车辆停靠位置偏差问题。该磁耦合优化设计方法可迁移至ST储能系统的模块化连接方案，提升储能柜间无线通信与辅助供电的可靠性...

Zhihao Zhang · Peng Kou · Mingyang Mei · Runze Tian 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年2月

随着海上风能的快速发展，高压直流输电系统与基于永磁同步发电机的风能转换系统广泛应用，导致海上风电场可能出现显著的电磁振荡。现有研究多聚焦于单一振荡特性，忽视了不同振荡模式间的潜在交互。本文首次揭示了电网侧变流器可引发次同步振荡与中频振荡之间的相互作用，并产生新的二次振荡。通过模态分析与奈奎斯特稳定判据验证了主振荡与交互诱导的次生振荡共存。此外，提出了适用于运行与规划阶段的两种实用阻尼控制方法，通过附加阻尼控制器或优化变流器参数即可有效抑制多模态振荡，无需新增硬件设备。

解读: 该研究对阳光电源的大型储能系统和海上风电变流器产品线具有重要参考价值。研究揭示的次同步振荡与中频振荡交互机理，可直接应用于ST系列储能变流器和大功率风电变流器的控制系统优化。特别是文中提出的阻尼控制方法，可集成到阳光电源现有的GFM/GFL控制策略中，提升产品在复杂电网环境下的稳定性。这对完善Pow...

Xiaoming Sun · Chen Peng · Xinchun Jia · Yajian Zhang · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年4月

本文针对存在内部噪声和外部负荷波动复合干扰的电力系统，提出了一种受大脑启发的基于深度强化学习（DRL）的负荷频率控制框架。具体而言，受人类大脑决策过程的启发，系统状态的一些历史、当前和未来特征被充分提取到经验池中，以便深度强化学习智能体进行高效训练。同时，设计了一种渐进式训练机制，通过逐步增加训练目标将训练过程划分为多个阶段，以减少训练过程中的盲目性。此外，针对复合干扰，预先学习一些模拟干扰，以提高深度强化学习智能体的适应性。在单发电机组电力系统上的实验结果表明，所提出的方法能够在复合干扰下有效...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于脑启发式深度强化学习的负荷频率控制技术具有重要的战略价值。随着公司光伏逆变器和储能系统在全球电网中的装机规模持续扩大，如何应对新能源接入带来的频率波动问题已成为核心技术挑战。 该技术的创新点与阳光电源的实际需求高度契合。首先，其针对"内部噪声与外部负荷波动复合干扰...

Xueling Zhang · Kaiyan Zhang · Minmin Chen · Peng Song 等5人 · Solar Energy · 2025年5月 · Vol.292

我们采用量子化学方法对具有前景的实验分子MDA4（以Zn II卟啉环为核心，二芳胺为给体）以及基于该分子通过给体基团取代设计的分子（命名为MDA4-Z1、MDA4-Z2和MDA4-Z3）进行了理论研究，研究内容包括几何结构、电子性质、激发态性质及空穴迁移率等。研究结果表明，所设计的分子均具有优异的光吸收性能，有利于提高分子的短路电流密度。这些分子还表现出良好的电荷转移性能。与实验分子MDA4相比，所设计分子的最大吸收峰波长均发生蓝移。分子MDA4-Z1和MDA4-Z3的溶解性与实验分子MDA4相...

解读: 该卟啉基空穴传输材料研究对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要参考价值。MDA4-Z3分子展现的高空穴迁移率和优异光吸收特性,可启发组件端材料优化,提升光电转换效率和短路电流密度。其蓝移吸收特性有助于拓宽光谱响应范围,配合MPPT算法可实现更精准的最大功率点跟踪。该分子设计的供体取代策略为提升光伏系统...

Hanting Peng · Xiaoping Zhou · Lei Zhang · Lerong Hong 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

在电网故障期间，构网型逆变器（GFMI）需要抑制过电流并提供电网支撑。然而，在设计限电流方法时，电网支撑能力通常被忽视。因此，本文提出一种基于两级自适应虚拟阻抗的限电流方法，以提高电网支撑能力。理论分析表明，通过设置较大的阻抗比（$n = ωL_v/R_v$）可以实现更好的无功功率响应性能，但这会增加故障电流的峰值。因此，在故障暂态阶段，所提方法利用故障电压跌落快速计算出较大的虚拟阻抗，以抑制故障电流的峰值。然而，在故障稳态阶段，较大的虚拟阻抗会限制容量利用率，因此利用故障电流幅值构建状态机，进...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于两阶段自适应虚拟阻抗的构网型逆变器限流技术具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器和储能系统领域向构网型技术演进，该方法有效解决了电网故障时限流与电网支撑能力之间的矛盾，这正是当前大规模新能源并网面临的核心技术瓶颈。 该技术的创新在于分阶段处理故障响应：在故障暂态...