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自主可控的功率半导体器件仿真工具研发进展(一):二维计算的精度
Development Progress of Self-reliant and Controllable Power Semiconductor Device Simulation Tools (I): Accuracy of Two-dimensional Simulations
庄池杰 · 石清元 · 林波 · 彭晞雨 等14人 · 高电压技术 · 2025年1月 · Vol.51
功率半导体器件是电力电子系统的核心，我国在该领域自给率低，严重依赖进口。作为设计优化的关键工具，国产仿真软件亟待突破。目前国内TCAD软件主要由国外厂商垄断。自2019年起，团队遵循“先追赶、再并跑、后超越”的战略，开展自主仿真工具研发。本文在分析器件物理模型与求解难点基础上，介绍二维仿真工具的初步进展，并与Synopsys TCAD Sentaurus Device进行详尽对比，结果表明自研软件在测试算例中的二维计算精度已达到国际主流商业软件水平。
解读: 该自主TCAD仿真工具对阳光电源功率器件应用具有战略价值。在SiC/GaN器件选型与应用中，可通过精确二维仿真优化器件工作点，提升ST储能变流器和SG逆变器的开关损耗与热管理设计。对三电平拓扑中的IGBT/SiC模块，可仿真验证并联均流、动态雪崩等关键特性，降低对进口TCAD软件依赖。在电动汽车OB...
基于二维半导体平台的RISC-V 32位微处理器
A RISC-V 32-bit microprocessor on two-dimensional semiconductor platform
Di Zhang1Yang Li2 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
随着信息技术的快速发展，对高性能、低功耗微处理器的需求持续增长。传统硅基半导体技术在性能提升方面面临诸多瓶颈，如漏致势垒降低、界面散射导致迁移率下降以及电流开关比受限等。这些问题促使研究人员探索新型材料。二维（2D）半导体因其原子级厚度、优异的电学特性及机械柔性，成为极具前景的解决方案[1-5]。
解读: 该二维半导体RISC-V微处理器技术对阳光电源控制系统具有前瞻性价值。其低功耗、高集成特性可应用于：1）ST储能变流器的主控芯片，降低控制系统功耗，提升PowerTitan系统能效；2）SG光伏逆变器的MPPT算法处理单元，实现更快速的最大功率点追踪；3）iSolarCloud边缘计算节点，增强本地...
二维/三维混合维度锡基钙钛矿太阳能电池的性能及其双面结构下的应用前景
Performance of 2-D/3-D Mixed-Dimension Tin Perovskite Solar Cells and Their Prospects Under Bifacial Configuration
Atanu Purkayastha · Arun Tej Mallajosyula · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年11月
本研究聚焦于无铅卤素钙钛矿太阳能电池的设计与开发。通过引入不同量的碘化苯乙铵（PEAI），制备了三维及二维/三维混合维度锡基钙钛矿器件，在15% PEAI浓度下获得最高11.03%的光电转换效率，并提升了器件稳定性。基于实测参数，采用Silvaco 2D TCAD软件模拟了相同材料体系在单面与双面结构下的性能。当后电极分别为银和氧化铟锡时，单面结构效率达17.94%和12.79%；双面结构在AM1.5G 1太阳光照下效率达26.55%。此外，雪地反照率使效率较单面结构提升38.85%，而土壤、海...
解读: 该锡基钙钛矿双面电池技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品线具有重要应用价值。研究中双面结构在高反照率环境下效率提升38.85%，为逆变器MPPT算法优化提供新方向：需针对双面组件开发独立的前后表面功率追踪策略，适配不同地表反照率场景。无铅锡基材料的稳定性提升与双面发电特性，可推动SG逆变器在雪地、沙...