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空气中双重建钝化构建高效宽带隙钙钛矿太阳能电池组件
Dual passivation in air for constructing high-efficiency wide-bandgap perovskite solar cell modules
Xuefeng Xu · Bingchen He · Zhenhuang Su · Kanrui Jiang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种在空气中实现双重建钝化的策略,用于制备高效宽带隙钙钛矿太阳能电池组件。通过界面与体相协同钝化,有效抑制了非辐射复合,提升了载流子寿命和器件开路电压。该方法无需惰性气氛加工,显著增强了工艺环境适应性。所制备的小组件在16.5 cm²有效面积上实现了超过20%的光电转换效率,且表现出良好的稳定性。此技术为大面积钙钛矿光伏模块的低成本、可扩展制造提供了可行路径。
解读: 该空气中双重钝化宽带隙钙钛矿技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品具有重要应用价值。宽带隙钙钛矿电池(1.68eV以上)可与晶硅电池构成叠层结构,理论效率突破单结极限,为逆变器输入提供更高电压和功率密度。空气环境加工工艺显著降低制造成本,契合阳光电源大规模量产需求。16.5cm²组件20%效率验证了工...
通过SCAPS-1D模拟高效双结全无机钙钛矿叠层太阳能电池
Modeling of efficient dual-junction all-inorganic perovskite tandem cells via SCAPS-1D
Jothika Balasubramaniyan · Thangaraji Vasudevan · Govindaraj Rajamanickam · Lung-Chien Chenb · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.302
本研究利用SCAPS-1D对采用双层吸光结构的全无机、叠层结构启发的钙钛矿太阳能电池(PSC)进行了详细的仿真分析。研究评估了器件结构FTO/TiO2/CsPbI3/CsSnI3在有无空穴传输层(HTL)情况下的性能,并采用了金(Au)、银(Ag)、碳和CZTS等多种背电极材料。其中,CsPbI3(宽带隙)作为顶层吸光层,CsSnI3(窄带隙)作为底层吸光层,能够在宽光谱范围内实现高效的光吸收。在无需空穴传输层的结构中,实现了高达33.75%的功率转换效率(PCE)。此外,使用成本低廉且可持续的...
解读: 该全无机钙钛矿叠层电池技术对阳光电源SG系列光伏逆变器具有前瞻价值。33.75%的高转换效率和宽光谱吸收特性,可显著提升单位面积发电量,优化MPPT算法对高效组件的追踪策略。无HTL简化结构降低温度敏感性,有利于逆变器热管理设计。宽窄带隙协同吸收的能带工程思路,可启发SiC/GaN功率器件的异质集成...
碳化硅MOSFET的近似SPICE建模
Approximate SPICE Modeling of SiC MOSFETs
Pawel Piotr Kubulus · Janus Dybdahl Meinert · Szymon Beczkowski · Asger Bjørn Jørgensen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
摘要:近年来,宽带隙(WBG)半导体的应用使SPICE电路仿真软件面临巨大挑战,需要以较低的计算量对快速振荡瞬态进行准确评估。WBG半导体SPICE建模的主要局限之一是现有软件中缺乏内置模型,这迫使人们使用包含大量非线性方程的行为建模。采用这种实现方式会导致高昂的计算成本和收敛性问题。本文提出一种对WBG半导体进行近似建模的通用方法,利用现代开源SPICE软件的功能,通过将非线性模型公式与SPICE模型公式解耦来提高收敛性,并将非线性模型更新的计算成本转移到SPICE软件之外。所提出的建模方法适...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项SiC MOSFET近似SPICE建模技术具有重要的工程应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商,我们正大规模采用碳化硅等宽禁带半导体器件来提升产品的功率密度和转换效率。然而,在产品研发阶段,传统SPICE仿真工具在处理SiC器件的快速开关瞬态和高频振荡时面临...
陶瓷基板嵌入式SiC功率模块的设计与制造
Design and Fabrication of a Ceramic Substrate-Embedded SiC Power Module
Lisheng Wang · Junyun Deng · Keqiu Zeng · Haoguan Cheng 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月
摘要:与传统的引线键合技术相比,宽带隙(WBG)功率模块的嵌入式封装具有更低的寄生电感、更高的开关频率和更低的功率损耗。然而,目前的嵌入式技术存在激光钻孔工艺窗口较窄且可靠性未知的问题。本文提出了一种新的嵌入式封装技术,该技术可使热机械界面应力最小化,并放宽工艺窗口。为此,采用了预烧结芯片顶部系统(DTS)层,以改善激光钻孔工艺窗口,并使顶部互连处的界面应力最小化。为了设计和制造所提出的新型嵌入式功率模块,还研究了不同陶瓷与层压树脂之间的相互作用。此外,通过有限元多物理场模拟分析并比较了所提出的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于陶瓷基板的SiC功率模块嵌入式封装技术具有重要的战略价值。该技术通过预烧结顶层系统(DTS)实现了更低的寄生电感、更高的开关频率和更低的功率损耗,这直接契合了我们光伏逆变器和储能变流器向高功率密度、高效率方向发展的核心需求。 在技术价值层面,该嵌入式封装相比传统引...
缓解高功率密度
U)WBG功率模块封装中绝缘问题的应对策略:侧重于替代封装材料的综合评述
Pujan Adhikari · Mona Ghassemi · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
功率模块封装的未来取决于碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)和金刚石等(超)宽带隙[(U)WBG]材料的发展。然而,突破这些材料的应用界限在绝缘系统方面面临重大挑战,绝缘系统必须承受相关的严苛参数。这些挑战带来的后果包括高电场、空间电荷积累、电树枝化和局部放电(PD),所有这些都可能导致功率模块故障。本文深入探讨了(U)WBG功率模块绝缘材料面临的这些挑战,以及近期旨在缓解三相点(TPs)电场应力和解决局部放电问题的研究。文章首先探讨了三相点的高电场问题,接着研究了在高频、高温等实际运行条件下,封...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇关于超宽禁带功率模块封装绝缘技术的综述具有重要战略意义。随着公司在光伏逆变器和储能系统领域持续推进高功率密度、高效率产品开发,SiC等宽禁带半导体器件的应用已成为核心技术方向。然而,论文揭示的绝缘系统挑战——高电场应力、空间电荷积累、电树枝和局部放电问题——正是制约我们...