Buck F. Brown · Zheyu Zhang · Johan H. Enslin · Cheng Wan · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年9月

摘要：如果变换器功率器件的短路和开路故障不能在亚微秒时间内被检测到并采取相应措施，往往会导致整个系统发生灾难性故障，对于新兴的宽禁带（WBG）功率半导体而言更是如此。虽然在短路故障的快速准确保护与检测方面已经开展了大量研究，但在开路故障方面的研究成果相对较少。常见的问题包括保护和检测方法过于特定于应用场景、耗时超过几微秒且成本效益不高。本文提出了一种新的开路故障保护与检测系统，该系统与现有的名为去饱和保护的短路系统相结合。首先，进行文献综述以确认新的保护与检测方案的必要性。其次，讨论新提出的保护...

解读: 该通用型功率器件故障保护技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，可实现IGBT/SiC模块的亚毫秒级短路开路故障检测，提升系统安全性并降低灾难性失效风险。在SG系列光伏逆变器的1500V高压系统中，无需额外传感器即可基于现有电流电压信号实现...

Yegang LiangWenhao RanDan KuangZhuoran Wang · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46

红外光电传感是夜视、医疗健康、军事及空间探测等关键应用的核心技术。引入机械柔性可赋予器件优异的适应性与共形性，有望实现尺寸、重量、功耗和成本更低而性能更高的下一代光电传感系统（SWaP3）。然而，兼顾高红外响应性与良好机械柔性的器件设计仍具挑战。本文综述了柔性红外光电传感器的材料选择、器件结构、制备工艺与集成设计策略，涵盖可穿戴电子与先进成像应用，并展望了面向智能传感、类脑视觉及生物医学应用的未来发展方向。

解读: 该柔性红外光电传感技术对阳光电源智能运维体系具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统和SG系列光伏逆变器的热管理监测中，柔性红外传感器可实现功率模块、母排连接等关键部位的共形贴附式温度监测，突破传统点式测温局限。其低功耗、轻量化特性契合iSolarCloud云平台的边缘智能诊断需求，可实...

Haitian Wei · Zebing Fang · Yijie Lin · Zhenxiang Yan 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

逻辑电路是从离散有机薄膜晶体管（OTFT）向集成电路（IC）发展的关键环节。开发低功耗且易于制造的逻辑电路是新兴柔性和可穿戴电子设备面临的一项重大挑战。在这项工作中，我们提出了一种通过简便制造工艺实现柔性逆变器的策略。该逆变器将两个相同的双极型OTFT串联集成，通过对栅极电介质和本体异质结沟道进行优化来提升其性能。采用聚苯乙烯（PS）/聚甲基丙烯酸甲酯双层栅极电介质，以兼顾OTFT的迁移率和工作电压。此外，提出并优化了由二元聚合物半导体组成的本体异质结沟道，以实现平衡的电子和空穴迁移率。优化后的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项有机薄膜晶体管（OTFT）柔性逆变器技术虽然聚焦于微电子集成电路领域，但其核心创新理念对我司产品线具有启发性参考价值。 该研究通过双层栅介质工程和体异质结沟道优化，实现了电子和空穴迁移率的高度平衡（5.41×10⁻²和6.08×10⁻² cm²/V·s），构建出增益高...

Xize Dai · Jian Hao · Ruijin Liao · Claus Leth Bak · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月

现代电力应用，如高压直流输电、电气化交通和工业系统，越来越依赖宽带隙半导体，这推动了对能够承受高电场和开关电压波形的电气绝缘系统的需求。绝缘系统的可靠设计对于确保高压电力电子设备的高功率密度和运行稳定性至关重要。在多频电压条件下，绝缘材料内部与频率相关的极化动态特性会显著影响宏观介电性能和绝缘性能。本文全面综述了暴露于不同上升时间开关电压波形下的电气绝缘的频域建模方法。文章研究了用于表征与频率相关的极化动态行为的半经验方程和等效电路模型的进展，分析了这些模型的优点、局限性以及对各种应用的适用性。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于电气绝缘频域建模的综述论文具有重要的战略参考价值。随着公司在大功率光伏逆变器、储能变流器及高压直流输电系统等产品线的持续升级，宽禁带半导体（如SiC、GaN）的应用已成为提升功率密度和效率的关键路径。然而，这些器件的高频开关特性带来了更严苛的绝缘系统挑战，论文所述的...

Rong Zhang · Zexin Liu · Kangyong Li · Li Fang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

像碳化硅（SiC）这样的宽带隙半导体能够在250°C以上的温度下工作。然而，目前的封装材料无法在175°C以上的温度下工作，这使得碳化硅器件的高温（≥250°C）封装仍然是一项挑战。本文介绍了一种创新的碳化硅功率器件高温封装方案，该方案采用了多层聚对二甲苯HT/Al₂O₃复合薄膜（MPACF）。通过采用交叉堆叠的有机聚对二甲苯HT和无机Al₂O₃多层结构，阻断了外部水分和氧气在高温下到达碳化硅芯片的路径，降低了水分/氧气接触的风险，并避免了与传统有机封装材料相关的热氧化过程。在用硅烷偶联剂进一步...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC功率器件高温薄膜封装技术具有重要的战略价值。当前我们的光伏逆变器和储能变流器产品大量采用SiC功率器件以提升效率和功率密度，但传统封装材料175°C的温度限制严重制约了SiC器件在250°C以上高温环境的性能发挥，这在高功率密度设计和极端气候条件下尤为突出。 该...

Guo LiLei GeMingsheng XuJisheng HanXiangang Xu · 半导体学报 · 2025年8月 · Vol.46

碳化硅在功率电子器件领域具有显著优势，但其制造工艺仍是制约广泛应用的关键瓶颈。相比单晶，多晶SiC成本更低、更易制备，但性能调控仍面临挑战。本文系统研究了一系列多晶3C-SiC样品的电学与材料特性及其关联性。通过TEM、XRD、拉曼光谱和EBSD分析，确认了样品的多晶结构、晶粒取向及残余应力。结果表明，在掺杂水平相近时，晶粒尺寸是决定电学性能的主导因素，电阻率与晶粒尺寸d满足关系式log(ρ) = -1.93 + 8.67/d。该发现为多晶3C-SiC的定量调控及其在电子器件中的应用提供了理论依...

解读: 该研究揭示的多晶3C-SiC电阻率与晶粒尺寸定量关系，为阳光电源功率器件选型提供了重要参考。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC器件的导通电阻直接影响系统效率和散热设计。通过该公式可预测多晶SiC的电学性能，为低成本多晶SiC替代高成本单晶方案提供理论依据。特别是在PowerTitan...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月

超结（SJ）通过多维静电工程打破了传统功率器件的性能极限。继在硅材料中取得商业成功后，最近在包括碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）和氧化镓（Ga₂O₃）等宽带隙（WBG）和超宽带隙（UWBG）半导体中也实现了超结结构。与基于本征 p - n 结的传统超结设计不同，在氮化镓和氧化镓中报道的垂直超结器件是基于包含异质 p 型材料的异质结构建的。这种异质超结对于难以实现双极掺杂的超宽带隙材料尤为有前景。在此，我们全面探讨了新兴异质超结器件的性能极限、设计和特性。在进行通用的性能极限分析之后，我们以超宽...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项异质超级结（Hetero-SJ）技术代表了功率半导体器件的重要突破方向，对我们的核心产品线具有战略意义。 在光伏逆变器和储能变流器领域，功率器件的性能直接决定系统效率、功率密度和成本竞争力。该论文展示的Ga2O3/NiO超级结二极管实现了2kV耐压和0.7 mΩ·cm...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月

我们提出了一种氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN - HEMT）/碳化硅结型场效应晶体管（SiC - JFET）共源共栅器件，该器件用高质量的氮化镓二维电子气（2DEG）沟道取代了碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）中对性能和可靠性限制最大的低迁移率MOS沟道。与SiC MOSFET相比，GaN/SiC共源共栅器件的p - GaN栅极堆叠结构具有更低的栅极电荷 ${Q}_{\text {G}}$ 、热稳定的阈值电压 ${V}_{\text {TH}}$ 、更小的比导通电阻 $...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN/SiC共栅极级联器件技术具有重要的战略价值。该技术通过将GaN HEMT的高质量二维电子气沟道与SiC JFET结合，有效规避了传统SiC MOSFET低迁移率MOS沟道的性能瓶颈，这对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有显著的性能提升潜力。 该技术的核心优...

Liubin Yang1Xiushuo Gu1Min Zhou2Jianya Zhang3Yonglin Huang4Yukun Zhao5 · 半导体学报 · 2025年2月 · Vol.46

突触纳米器件在逻辑、存储与学习方面具有强大能力，是构建类脑神经形态计算系统的关键组件。本文成功研制了一种基于Ga2O3纳米线的低功耗突触纳米器件，在255 nm光照下可模拟生物突触的多种功能，如脉冲易化、峰时依赖可塑性及记忆学习能力。该器件展现出优异的“学习-遗忘-再学习”特性，其短时至长时记忆的转变及逐步学习后的记忆保持归因于Ga2O3纳米线的强再学习能力。单次突触事件能耗低于2.39×10⁻¹¹ J，并在长期刺激与存储中表现出高稳定性。应用于神经形态计算时，经12轮训练后数字识别准确率超90...

解读: 该Ga2O3纳米突触器件的低功耗神经形态计算技术对阳光电源智能控制系统具有前瞻性启发价值。其2.39×10⁻¹¹J的超低单次事件能耗和自适应学习能力，可应用于iSolarCloud云平台的智能诊断算法优化，通过类脑计算实现光伏/储能系统的故障模式识别与预测性维护。在ST储能变流器和PowerTita...

Manh Tuan Tran · Dai Duong Tran · Kritika Deepak · Gamze Egin Martin 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

氮化镓（GaN）功率半导体被视为下一代高功率牵引逆变器的有前景替代方案，适用于高低压应用场景。为满足数百安培峰值电流需求，并联多个GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）芯片成为提升功率容量与降低损耗的关键设计路径。然而，并联封装结构在动态与静态电流均衡、抗高dv/dt与di/dt干扰能力、栅极驱动可靠性及热管理等方面面临挑战。本文提出一种紧凑型100 V/360 A GaN功率模块，专为绝缘金属基板（IMS）或直接键合铜（DBC）封装设计，具备优异的电气性能、散热能力、低机械应力及成本优势。通过4...

解读: 该GaN并联封装技术对阳光电源低压大电流产品线具有重要应用价值。针对48V储能系统、车载OBC充电机及充电桩等低压大电流场景，文章提出的100V/360A模块设计可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC变换级和新能源汽车产品。其IMS/DBC封装方案解决了并联GaN器件的电流均衡与热管理难题，相比...

Yuan Gao · Entao Zhang · Yin Xie · Xuan Zhu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.344

摘要 作为聚光光伏光热（CPV/T）系统理论建模的核心，半导体中的载流子平衡（CB）与晶格热平衡（TE）通常仅在聚光光伏（CPV）的最大功率点（MPP）处进行耦合。本文表明，这种源自肖克利（Shockley）模型的单点耦合方法会引入显著误差，因其无法准确描述CPV/T系统的温度-电压（TV）特性。为克服这一局限，本文建立了全电压范围耦合模型（FRCM）。该模型揭示了CPV/T系统中显著的TV特性，这些特性源于聚光辐射引起的、电压依赖性的CB-TE耦合变化，并通过实验数据得到了验证。TV特性通过C...

解读: 该CPV/T全电压耦合模型对阳光电源光伏逆变器产品具有重要价值。研究揭示的温度-电压特性及最大㶲点与最大功率点的偏离,为SG系列逆变器的MPPT算法优化提供理论依据。通过多物理场耦合建模,可改进1500V系统在高辐照度下的温度补偿策略,提升发电效率。该理论框架可应用于iSolarCloud平台的智能...

Myeonghyeon Jeon · Dajung Kim · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年3月 · Vol.36.0

银（Ag）和铜（Cu）作为传统焊料的替代材料被广泛应用于烧结连接。特别是包覆型Cu@Ag（Ag包覆Cu）因其具有成本效益而受到越来越多的关注。然而，在Cu@Ag与Cu DBC基板的烧结过程中容易发生氧化，从而降低接头的强度和可靠性。已有研究尝试在烧结过程中引入甲酸以减轻氧化并促进颗粒间的颈部长大。本研究采用无压烧结方法，使用Cu@Ag材料系统地考察了甲酸在烧结过程中的作用。将Cu@Ag浆料印刷在Cu DBC基板上后，放置一个Si芯片，并在氮气气氛中于300 °C下进行烧结。实验设置了三种条件：在...

解读: 该Cu@Ag无压烧结技术对阳光电源功率半导体封装具有重要应用价值。甲酸辅助烧结可提升剪切强度至21.54MPa,适用于ST系列PCS和SG系列逆变器中IGBT/SiC模块的低成本可靠连接。相比传统焊接,300°C无压工艺降低热应力,提升三电平拓扑器件的热循环寿命。该技术可优化PowerTitan储能...

Yingying Zhao · Haibin Li · Jiwei Ren · Yinke Liu 等7人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

摘要 空间探索任务的持续时间和执行能力主要取决于电源的性能。近年来，X射线伏特电池因其超长寿命、极高的能量密度以及高理论效率，成为极端环境下最具前景的电源之一。因此，有必要对转换单元的结构设计和半导体材料的选择进行系统性研究，以充分揭示X射线伏特技术的潜力。本研究展示了基于⁵⁵Fe的X射线伏特电池在实现高能量转换效率及其作为空间探索替代清洁能源应用方面的可行性。通过全面研究转换单元结构参数及不同半导体本征特性对X射线伏特电池能量转换效率的影响，发现采用最优结构的GaAs基⁵⁵Fe X射线伏特电池...

解读: 该X-ray伏特电池技术展示了极端环境下的能量转换新思路,其14.14%转化效率和超长寿命特性对阳光电源储能系统具有启发意义。虽然空间探索应用场景与地面储能差异显著,但其半导体材料优化、能量转换单元结构设计方法可借鉴于ST系列PCS的功率器件研发。特别是GaAs等宽禁带半导体的应用经验,可为阳光电源...

Napasuda Wichaiyo1Yuyao Wei1Chao Ding1Guozheng Shi1Witoon Yindeesuk2Liang Wang1Huān Bì1Jiaqi Liu1Shuzi Hayase1Yusheng Li1Yongge Yang1Qing Shen1 · 半导体学报 · 2025年4月 · Vol.46

传统胶体量子点太阳能电池中的p型空穴传输层多基于有机配体交换与逐层沉积技术，易引发配体脱落与表面缺陷，影响器件效率与稳定性。本研究首次提出一种溶液相无机配体交换法，制备稳定的p型硫化铅量子点墨水。通过调控锡碘（SnI₂）浓度，实现量子点由n型向p型的转变。采用无机配体钝化的量子点墨水器件相较传统EDT配体器件，效率提升至10.93%（对照组为9.83%），归因于界面缺陷减少与载流子迁移率增强。该方法为高性能柔性量子点光电器件提供了新途径。

解读: 该p型PbS量子点墨水技术对阳光电源光伏产品线具有前瞻性参考价值。溶液相无机配体交换法制备的稳定量子点墨水，其10.93%的效率提升和增强的稳定性，为SG系列光伏逆变器的前端光伏组件技术升级提供新思路。该技术的界面缺陷抑制与载流子迁移率优化机制，可借鉴应用于阳光电源功率器件的表面钝化工艺，特别是Si...

Majid T. Fard · JiangBiao He · Lulu Wei · Reza Ilka 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

虽然宽带隙（WBG）开关彻底改变了电力电子和电机驱动系统，但与这些快速开关半导体相关的高 $dv/dt$ 很容易在电机定子端子上诱发反射高频过电压尖峰。在实际应用中，电压脉冲较短的上升时间限制了逆变器与电机之间的电缆长度，以避免电机定子绕组出现过电压。即便使用较短的电缆，变速驱动器产生的电压尖峰仍可能导致绝缘过早失效，并缩短电机的剩余使用寿命。虽然传统方法（如 $dv/dt$ 无源滤波器或有源栅极驱动器）有效，但通常体积庞大和/或效率低下。为解决这一问题，本文介绍了一种名为“智能线圈”的过电压抑...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于"智能线圈"的电机反射过电压抑制技术具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器、储能变流器及电动汽车驱动系统中大规模采用SiC等宽禁带半导体器件，快速开关带来的高dv/dt问题已成为制约系统性能和可靠性的关键瓶颈。 该技术的核心价值在于其创新的拓扑结构和部署方式。传...

Tianyi Xu · Shan Jiang · Ye Zhu · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

构网型（GFM）控制是一种很有前景的解决方案，可在基于逆变器的电源占比不断增加的低惯量电力系统中提供阻尼和频率支撑服务。本文研究了在频率扰动期间，考虑到变流器及其底层电源的物理限制（即电流和功率额定值）影响的情况下，GFM变流器所能提供的频率响应服务。具体而言，用于保护功率半导体的电流限幅器会限制GFM变流器可实现的输出功率范围，并使其在发生大频率扰动时容易失去与电网的同步。加入功率限幅器可确保在扰动期间不超过电流限制的情况下达到稳定平衡点，但会通过降低有效阻尼系数对频率稳定性产生负面影响。为解...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对构网型（GFM）变流器的复合功率-频率同步环路技术具有重要的战略价值。随着全球新能源渗透率持续提升，电网惯量不足带来的频率稳定性问题日益突出，该技术直接回应了阳光电源在光伏逆变器和储能系统产品线面临的核心挑战。 该研究的核心创新在于解决了传统GFM控制中电流限幅器...

Yi Ding · Yalin Wang · Meng Chen · Lu Fan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

宽带隙半导体的应用给功率模块在高dV/dt方波电压和高温条件下的封装可靠性带来了挑战。灌封材料中发生的局部放电（PD）是导致封装绝缘老化和失效的主要原因之一。然而，有限的研究聚焦于温度和方波参数对封装绝缘老化原理的影响，确切的机制在很大程度上仍不清楚。为解决这一问题，本文聚焦于功率模块封装绝缘在高dV/dt方波和高温耦合应力下因局部放电导致的老化过程。采用专门设计的下混局部放电检测系统在老化过程中提取局部放电信号。实验结果表明，局部放电的幅值在老化过程中呈波动增长趋势，且在击穿前局部放电活动最为...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于宽禁带半导体功率模块封装绝缘老化的研究具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器和储能系统中大规模采用SiC、GaN等宽禁带器件以提升功率密度和转换效率，高dV/dt应力下的局部放电问题已成为制约产品可靠性的关键瓶颈。 该研究揭示的局部放电演化规律对阳光电源的产品设...

Lakhdar Benahmedi · Anissa Besbes · Radouan Djelti · Samia Moulebhar 等6人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.300

摘要 本文中，我们采用密度泛函理论（DFT）和SCAPS-1D模拟，对卤化物双钙钛矿合金系列Rb2Pt1-xPdxBr6（x = 0.0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0）进行了详细的理论研究，以评估其作为无铅光伏吸收层材料的应用潜力。结构优化结果表明，所有组分均具有良好的稳定性，晶格常数在Rb2PdBr6的11.46 Å到Rb2PtBr6的11.63 Å之间，并随着Pd含量的增加而持续减小，这是由于Pd的离子半径小于Pt所致。电子结构分析揭示了带隙性质的关键转变：母体化合物Rb2Pt...

解读: 该无铅钙钛矿材料研究对阳光电源SG系列光伏逆变器具有前瞻价值。Rb2Pt0.25Pd0.75Br6实现24.04%转换效率和直接带隙特性,为下一代高效光伏组件提供材料基础。其1.10-2.08eV可调带隙特性可优化MPPT算法的宽光谱追踪能力,提升1500V系统在不同光照条件下的发电效率。无铅环保特...