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用于低功耗电路的高温互补异质结隧穿场效应晶体管
High temperature complementary heterojunction tunnel field-effect transistors for low-power circuits
Dongbeom Goo · Ganghyeok Seo · Hongsik Lim · Uiyeon Won 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种基于二维材料异质结的互补型隧穿场效应晶体管（TFET），可在高温环境下实现稳定、低功耗的数字电路运行。通过精确调控MoS₂/WS₂异质结界面与栅介质，器件在高达200°C的工作温度下仍展现出优异的开关特性与陡峭亚阈值摆幅。该器件兼具n型与p型操作能力，实现了高性能互补逻辑电路集成。实验结果表明，该结构在极端温度条件下具有出色的热稳定性与能效优势，为下一代低功耗微电子器件提供了可行的技术路径。
解读: 该高温互补异质结TFET技术对阳光电源的功率器件与控制系统具有重要参考价值。其200℃高温稳定特性可应用于SG系列高功率密度光伏逆变器的驱动电路优化,有助于提升器件可靠性。低功耗特性适合储能系统的待机控制与监控电路,可降低ST系列储能变流器的自耗电。此外,该技术在充电桩等户外设备的控制芯片中也具备应...
高温下外原位Al2O3钝化提升原位SiNx/AlN/GaN MIS-HEMT器件性能
Improved device performance in _in situ_ SiNx/AlN/GaN MIS-HEMTs with _ex situ_ Al2O3 passivation at elevated temperatures
Pradip Dalapati · Subramaniam Arulkumaran · Hanlin Xie · Geok Ing Ng · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文研究了在高温条件下采用外原位原子层沉积Al2O3钝化的原位SiNx/AlN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）。结果表明，Al2O3钝化显著改善了器件的表面态特性与界面质量，有效抑制了电流崩塌并提升了击穿电压。同时，器件的阈值电压稳定性与动态导通电阻得到优化，在150°C高温工作环境下仍保持良好性能，展示了其在高频、高功率应用中的潜力。
解读: 该高温Al2O3钝化GaN MIS-HEMT技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究中150°C高温下器件性能稳定、电流崩塌抑制和击穿电压提升，直接契合ST储能变流器和车载OBC充电机的高温、高频工作需求。Al2O3/SiNx双层钝化结构可优化阳光电源GaN功率模块的界面质量，降低动态导通电阻，...
GaN/AlN异质结构中二维空穴气的太赫兹回旋共振
THz cyclotron resonance of a 2D hole gas in a GaN/AlN heterostructure
Oxford University Press · New York · Close Modal · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
近年来，GaN/AlN异质结中高导电二维空穴气（2DHG）的发现为实现高效的互补型GaN电子器件开辟了道路，这是宽禁带半导体器件物理中的长期挑战。电输运研究和模拟表明，这些2DHG中重空穴和轻空穴价带均被占据，但对可动空穴基本参数的直接实验表征仍处于初期阶段。本文利用时间域太赫兹光谱结合高达31 T的脉冲磁场，在低温（8 K）下直接测量了基于GaN的2DHG中可动二维空穴的回旋共振，揭示了有效质量、载流子浓度、散射时间和迁移率等关键材料参数。
解读: 该GaN/AlN异质结二维空穴气研究为阳光电源GaN功率器件开发提供关键基础数据。通过太赫兹回旋共振直接表征的空穴有效质量、迁移率等参数，可指导SG系列光伏逆变器和ST储能变流器中GaN器件的优化设计。二维空穴气的高导电特性有助于实现互补型GaN器件（p型+n型），突破现有单极性限制，提升电动汽车驱...
用于电动汽车/混合动力汽车应用的功率器件封装技术：研究现状
Packaging Technologies for Power Devices Utilized in EV/HEV Applications: the State-of-the-Art
Yun-Hui Mei · Yongqi Pei · Lu Wang · Puqi Ning 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月
电动和混合动力电动汽车（EVs/HEVs）依赖功率模块实现高效的能量转换。市场对更紧凑的功率模块的需求日益增长，以实现更高的功率密度。近年来，功率芯片取得了显著进展，其特点是尺寸小巧、电流大、集成度高，并且越来越多地采用碳化硅（SiC）器件等宽禁带（WBG）半导体，这为开发更紧凑、功率更强的模块带来了令人振奋的可能性。然而，评估现有封装技术是否能跟上芯片技术的快速发展至关重要。本研究介绍了用于电动汽车/混合动力汽车应用的先进功率模块及其封装技术。我们回顾了功率芯片的发展趋势，分析了这些趋势给封装...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文所述的功率器件封装技术与我司核心产品线具有高度战略相关性。虽然论文聚焦于电动汽车领域，但其探讨的高功率密度封装技术直接适用于光伏逆变器和储能变流器的功率模块设计。 当前我司面临的核心技术挑战与论文所述完全契合：在逆变器和储能系统中，如何在有限空间内实现更高功率输出，...
封装材料老化对不同气候条件下安装的光伏组件性能的影响
Effect of Encapsulant Degradation on Photovoltaic Modules Performances Installed in Different Climates
Chiara Barretta · Astrid E. Macher · Marc Köntges · Julian Ascencio-Vásquez 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年1月
根据柯本 - 盖格气候分类法，对具有相同材料清单但暴露于不同气候（Cfb温和气候和Af热带气候）的光伏组件进行了损伤分析。高温、相对湿度和高紫外线（UV）辐射共同作用，导致暴露于热带气候（TR）的组件严重退化，而暴露于温和气候的组件性能并未出现显著下降。相反，安装在热带气候地区的组件在暴露约8年后出现了明显的功率退化，这主要归因于与乙酸相关的退化模式。从选定的组件中提取了封装材料样品，并对其进行表征，以确定化学结构、热稳定性以及添加剂和稳定剂消耗情况的变化。定性添加剂分析结果表明，从暴露于热带气...
解读: 该封装材料老化研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及PowerTitan储能系统的全生命周期管理具有重要价值。研究揭示的湿热环境下封装材料水解黄变与功率衰减的强相关性，可直接应用于iSolarCloud智能运维平台的预测性维护算法优化，通过气候分区建立差异化的组件衰减模型，提升MPPT算法在不同退化状态...
高温AlGaN/GaN MISHEMT器件采用W/AlON栅堆栈在500°C下实现Imax>1 A/mm
High Temperature AlGaN/GaN MISHEMT With W/AlON Gate Stack and Imax>1 A/mm at 500 ∘C
John Niroula · Qingyun Xie · Elham Rafie Borujeny · Shisong Luo 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年7月
本研究展示了一款按比例缩小（栅长 \(L_{\text {g}} = 50\) 纳米、栅源间距 \(L_{\text {gs}} = 270\) 纳米、栅漏间距 \(L_{\text {gd}} = 360\) 纳米）的射频（RF）AlGaN/GaN 金属-绝缘层-半导体高电子迁移率晶体管（MISHEMT），该晶体管在 500°C 时的电流密度达到创纪录的 1.16 安/毫米，对应的开态电流与关态电流比（\(I_{\text{on}}/I_{\text{off}}\)）为 9。该器件采用等离子体...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项高温GaN MISHEMT技术具有重要的战略价值。该研究实现了500°C环境下1.16 A/mm的创纪录电流密度，这对我们在光伏逆变器和储能系统中广泛应用的功率半导体技术升级具有显著意义。 在光伏逆变器领域，高温工作能力直接关系到系统可靠性和成本优化。当前我们的产品在...
一种紧凑型高可靠性氮化镓HEMT使能的可切换带通滤波器
A Compact and Robust GaN HEMT-Enabled Switchable Bandpass Filter for Integrated RF Systems
作者未知 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年1月
本文提出了一种高度小型化的基于氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）的X波段可切换带通滤波器。该滤波器采用碳化硅基氮化镓（GaN-on-SiC）单片微波集成电路（MMIC）技术，在保持高性能和高集成能力的同时实现了小型化。提出了一种采用耦合线结构的带通滤波器拓扑，以实现低插入损耗（IL）和高功率处理能力。基于HEMT的开关单元可通过直流（DC）偏置调整来调节传输零点（TZ），并实现导通和关断状态之间的切换。所提出的可切换滤波器已完成制作和测试，其芯片尺寸小（0.6毫米×0.855毫米），3...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN HEMT的可开关带通滤波器技术虽然主要面向射频通信领域，但其核心技术路径与我们在功率电子领域的发展方向存在显著的技术协同性。 首先，该技术采用的GaN-on-SiC MMIC工艺与阳光电源在高功率密度逆变器中推进的GaN功率器件应用具有材料体系的相通性。G...
全仿真数据驱动的多相变换器故障诊断领域泛化方法
Fully Simulated Data-Driven Domain Generalized Method for Multiphase Converters Fault Diagnosis
Haoxiang Xu · Zicheng Liu · Guangyu Wang · Dong Jiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文研究了深度学习模型在多相变换器功率开关器件故障诊断中的泛化能力。传统的故障诊断方法严重依赖真实世界的故障数据进行模型训练。然而，在工业环境中，多相变换器故障发生频率低，且故障实验成本高昂，导致实际故障数据极为匮乏。这一局限使得仅基于仿真数据训练的模型在实际应用中的可靠性降低。为克服这一挑战，本文提出了一种创新方法，无需依赖实验域样本即可提高跨域故障诊断效率。首先，该研究采用一种利用相电流重构的归一化预处理策略，以减小样本间的时间差异。然后，使用卷积自编码器从多相电流信号中提取深度特征。此外，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于纯仿真数据的多相变流器故障诊断技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率开关器件的开路故障是影响系统可靠性的关键因素。该技术通过深度学习实现跨域泛化诊断，有效解决了实际故障数据稀缺这一长期困扰行业的痛点。 该方法的核心价值在于仅依靠仿真数据...
高整流比、低漏电流的p-Si/n-AlN异质结PN二极管
High Rectification, Low Leakage p-Si/n-AlN Heterojunction PN Diode
Yi Lu · Jie Zhou · Jiarui Gong · Yang Liu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年5月
超宽带隙氮化铝（AlN）是一种极具吸引力的用于功率和射频电子领域的材料。单极n型AlN肖特基势垒二极管已展现出其优势，然而，基于AlN的双极型器件虽有待进一步发展，但相关研究却较为匮乏。在本文中，我们报道了具有优异性能的单晶硅p型/氮化铝n型（p - Si/n - AlN）pn结二极管（PND），该二极管是通过将p型硅纳米膜嫁接到n型AlN薄膜上制成的。通过在1100℃下进行高温退火，在n型AlN上直接实现了改进的欧姆接触，接触电阻率为4.9×10⁻³ Ω·cm²。这些PND在整个晶圆上表现出显...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项p-Si/n-AlN异质结二极管技术展现出显著的战略价值。该技术基于超宽禁带半导体AlN材料，实现了3×10^7的高整流比和6.25×10^-9 A/cm²的超低漏电流，这些性能指标对我们的核心产品线具有重要意义。 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...
一种采用曲面CIGS组件的新型CPV/T系统的性能分析
Performance analysis of a novel CPV/T system with curved CIGS modules: Comparison with traditional flat modules
Hao Xi · Zhiying Song · Yayun Tang · Jie Ji · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389
摘要 聚光光伏/热技术是一种高效且低成本的太阳能发电与高温热量提取方法。然而，高温、光照斑点不均匀以及温度分布不均是导致发电效率下降和电池损坏的核心问题，严重影响聚光光伏/热系统的可靠性。尽管已有研究通过高效冷却或优化聚光器来解决上述问题，但接收器通常仍采用表面平坦的晶体硅组件。本文首次提出一种采用曲面CIGS（CuInxGa1−xSe2）接收器的新型聚光光伏/热系统。经过粒子群优化后，局部聚光比的标准差从4.75降至3.00。在选定的测试日，光照均匀性提升了58.22%，最大温差从24.9°C...
解读: 该CPV/T曲面CIGS接收器技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有重要参考价值。研究通过粒子群优化算法将光照不均匀性优化58.22%,温度标准差降低51.69%,这与我司SG系列逆变器的MPPT优化技术高度契合。曲面接收器设计可启发我司开发适配非平面组件的智能追踪算法,提升复杂光照条件下的发电效率。6...
用于颗粒基高温热化学储能连续式反应器-换热器的千瓦级工程设计
Engineering design of a kW-scale continuous reactor-heat exchanger for high temperature discharge of particle-based thermochemical energy storage
Juvenal Ortiz-Ullo · Lucas Freiberg · Fuqiong Lei · Kelvin Randhir 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327
摘要 本研究探讨了用于高温（约1000°C）热化学储能（TCES）应用的千瓦级连续氧化反应器的理论设计参数及其热性能。该概念采用逆流式颗粒基系统，包含一个带有换热器的反应区，用于提取氧化反应所产生的热量。在高温反应区域的上方和下方均设有显热回收区，以便在稳态运行期间实现颗粒与氧化气体在接近环境温度下的进料与排出。研究了反应区的两种运行方式：流化床反应器（FBR）和移动床反应器（MBR）。参数分析结果表明，相较于FBR，MBR每单位产热千瓦所需的体积更小，其功率密度超过2500 kW/m³，而FB...
解读: 该千瓦级高温热化学储能反应器技术对阳光电源储能系统具有前瞻参考价值。研究的移动床反应器功率密度达2500kW/m³,远超流化床方案,为PowerTitan等大规模储能系统的热管理优化提供新思路。1000°C高温放热特性可启发ST系列PCS的热设计改进,特别是功率器件散热与能量回收耦合。逆流换热与显热...
垂直超宽禁带Al0.5Ga0.5N P-N存储二极管
Vertical Ultra-Wide Bandgap Al0.5Ga0.5N P-N Memory Diodes
Hang Chen · Shuhui Zhang · Tianpeng Yang · Tingting Mi 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年4月
我们报道了基于蓝宝石衬底上超宽带隙 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$Al_{{0}.{5}}$ </tex-math></inline-formula> <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于超宽禁带Al0.5Ga0.5N材料的垂直p-n存储二极管技术具有重要的战略参考价值，尽管其当前定位于存储器件领域，但其底层材料特性与我们在高功率电力电子器件方面的技术需求高度契合。 超宽禁带半导体材料（如AlGaN）相比传统硅基器件具有更高的击穿电压、更低的导通损...
多通道LE-HEMT实现创纪录最高亮度，面向微显示与片上高探测率光电探测器
Multi-Channel LE-HEMT With Highest Luminance in Record Toward Micro-Display and On-Chip High-Detectivity Photodetectors
Jijun Zhu · Fei Wang · Tianci Miao · Kai Cheng 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
本研究制备了以不同数量的 InGaN 层作为多沟道（MCs）和多量子阱（MQWs）的 AlGaN/GaN 发光高电子迁移率晶体管（LE - HEMT），在 GaN HEMT 外延片上实现了有记录以来的最高亮度。所提出的结构通过将多量子阱与二维电子气沟道直接结合，实现了真正的外延单片集成。研究表明，尽管引入了多沟道，但该结构仍实现了出色的开关比（$I_{\text {on}}$/$I_{\text {off}} = 10^{{8}}$）。获得了高达$2.1 \times 10^{{5}}$ cd/...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于AlGaN/GaN异质结构的多通道发光-高电子迁移率晶体管（LE-HEMT）技术，虽然聚焦于微显示和光通信领域，但其底层的GaN功率器件技术与我司在光伏逆变器和储能变流器中的核心技术路线存在显著的协同价值。 该技术实现的108开关比和单片集成能力，展示了GaN器件...
单极正负偏压应力下Ga₂O₃-on-SiC MOSFET阈值电压独特的单调正向漂移
Unique Monotonic Positive Shifts in Threshold Voltages of Ga₂O₃-on-SiC MOSFETs Under Both Unipolar Positive and Negative Bias Stresses
Chenyu Liu · Bochang Li · Yibo Wang · Wenhui Xu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本研究系统地研究了异质碳化硅基氧化镓（GaOSiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在单极正/负偏置应力（UPBS/UNBS）下的不稳定性。通过调整应力电压波形的关键参数，包括频率（f）、保持时间（$t_{\text {h}}$）、上升时间（$t_{\text {r}}$）和下降时间（$t_{\text {f}}$），在 UPBS 测量中观察到阈值电压（$V_{\text {T}}$）随循环次数（$C_{n}$）呈现两阶段偏移。UPBS 引起的正 $V_{\text {T...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于Ga₂O₃-on-SiC MOSFET器件可靠性的研究具有重要的前瞻性价值。该研究系统揭示了异质结构功率器件在单极性偏置应力下的阈值电压漂移机制，这对我们开发下一代高效光伏逆变器和储能变流器至关重要。 Ga₂O₃/SiC异质结构结合了氧化镓的超宽禁带特性（约4.8...
高频无线电力传输技术特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on High-Frequency Wireless Power Transfer Technology
Fei Lu · Grant Covic · Shu Yuen Ron Hui · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
无线电力传输WPT技术在交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空等众多新兴应用中日益关键。其非接触特性在脏污或超洁净、高温、水下、地下和外太空等恶劣环境条件下具有优势。当前WPT系统性能与开关频率、耦合度、初次级磁元件伏安需求和组件质量密切相关，这些是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。为提升WPT技术运行安全性和可靠性，抑制和消除高频磁场引起的电磁干扰EMI和电动势EMF问题至关重要。该特刊从74篇投稿中录用31篇，涵盖高频谐振变换器技术、高频电磁场约束与发射抑制、抗失调与传输距离增强、高频...
解读: 该高频WPT特刊对阳光电源无线充电技术发展有全面指导价值。特刊涵盖的多MHz IPT系统、SiC全桥逆变器和三相高频IPT系统与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的技术路线一致。高频电磁场约束和EMI/EMF抑制技术为阳光无线充电产品满足安全标准提供了解决方案。抗失调和传输距离增强技术（圆柱螺线管耦合...