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缓冲层自由AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中陷阱的自感应光电离
Self-Induced Photoionization of Traps in Buffer-Free AlGaN/GaN HEMTs
Francesco De Pieri · Mirko Fornasier · Veronica Gao Zhan · Manuel Fregolent 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月
本文研究了碳化硅衬底上无缓冲层的 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）中的去俘获机制及其与外加偏压的关系。研究表明，当器件处于半导通状态偏置，或者在源极和漏极接地的情况下对栅肖特基结施加正向偏压时，去俘获时间常数会减小几个数量级。尽管在电荷输运和发光方面涉及完全不同的机制，但这两种偏置条件都会引发高能光子（能量 E > 2 电子伏特）的发射，这些光子可以使陷阱发生光电离，从而加速恢复过程。本文所展示的数据表明，只有在器件建模中考虑光学效应，才能对氮化镓器件的行为进行真实的描述。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于无缓冲层AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）陷阱自致光电离机制的研究具有重要的技术价值。GaN器件凭借其高频、高效、高功率密度特性，已成为我司新一代光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，直接影响系统效率和可靠性。 该研究揭示的陷阱去捕获机制对我司产品优...
由于栅极空穴注入与复合，p-GaN/AlGaN/GaN HEMT的栅极可靠性增强
Enhanced Gate Reliability of p-GaN/AlGaN/GaN HEMTs Due to Gate Hole Injection and Recombination
Manuel Fregolent · Carlo De Santi · Mirco Boito · Michele Disarò 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年7月
本文深入揭示了在正向栅极应力下，具有p-GaN栅的常关型GaN HEMT器件退化机制，提出并验证了栅极空穴注入与界面复合对器件可靠性的关键作用。研究表明，空穴注入可有效中和栅介质层中的正电荷，抑制阈值电压漂移，同时降低栅极漏电流。通过优化p-GaN层掺杂与界面质量，显著提升了器件在长期应力下的稳定性。该机制为提升GaN基功率器件的栅极可靠性提供了新的理论依据和技术路径。
解读: 该p-GaN栅极可靠性增强机制对阳光电源GaN功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中，GaN HEMT可实现更高开关频率和功率密度，但栅极可靠性是制约其大规模应用的关键。研究揭示的空穴注入抑制阈值漂移机制，为优化PowerTitan储能系统中GaN器件的长期稳定性提供理论依...
硅异质结光伏组件裂纹建模：一个真实世界的案例研究
Modeling Cracks in Silicon-Heterojunction Photovoltaic Modules: A Real-World Case Study
Marco Nicoletto · Davide Panizzon · Alessandro Caria · Nicola Trivellin 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年7月
本研究通过分析裂纹在低电流和高电流条件下对硅异质结光伏（PV）组件的电学和热学行为的影响，探究了裂纹对硅异质结光伏组件的影响。研究针对遭受严重雹灾的光伏组件展开，此次雹灾产生的冰雹直径达16厘米，远超标准测试尺寸（IEC 61215）。研究采用电致发光（EL）和红外（IR）热成像技术，结合暗态和亮态电流 - 电压特性表征，对冰雹和人为造成的裂纹进行了检测。研究结果表明，这些裂纹属于潜在损伤，肉眼无法察觉，只能通过EL和IR检测发现。在开路电压附近，这些裂纹会导致局部温度升高；在短路条件下，则会使...
解读: 该硅异质结组件裂纹建模技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。研究揭示的裂纹导致电流传输效率下降和局部热点问题，可直接应用于逆变器MPPT算法优化，通过识别异常I-V曲线特征实现裂纹组件的早期诊断。裂纹引发的热-电耦合退化模型可集成到iSolarClou...
无缓冲层GaN-on-SiC功率晶体管中的电流崩塌：Maxwell-Wagner效应及相关模型
Current Collapse in Buffer-Free GaN-on-SiC Power Transistors: Maxwell-Wagner Effect and Related Model
Alberto Cavaliere · Nicola Modolo · Carlo De Santi · Christian Koller 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
近年来，使用绝缘衬底已成为制造耐压超过 1 kV 的氮化镓（GaN）功率晶体管的可行方案。这类结构颇具吸引力，因为无需使用掺杂缓冲层，所以——理想情况下——有望实现较低的动态导通电阻（<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">${R}_{\text {DSON}}$ </t...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于无缓冲层GaN-on-SiC功率晶体管电流崩塌机理的研究具有重要的战略参考价值。 在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率半导体器件是决定系统效率、功率密度和可靠性的关键要素。该论文揭示的无缓冲层GaN-on-SiC结构能够实现超过1kV的耐压等级，且理论上具有...
用于园艺的固态照明系统：LED老化对光谱和光强的影响
Solid State Lighting Systems for Horticulture: Impact of LED Degradation on Light Spectrum and Intensity
Nicola Trivellin · Matteo Buffolo · Alessandro Caria · Carlo De Santi 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
本文报道了用于园艺照明应用的高功率发光二极管（LED）的退化分析。该研究基于对同一产品线、同一制造商的最先进单色商用现货LED的实验表征。在这项工作中，我们报告了红色（660纳米）和蓝色（450纳米）LED在三种环境温度下经过超过10000小时加速应力后的退化动力学。我们描述了两组LED如何以不同的时间常数发生不同的电气和光学退化机制。红色LED呈现出逐渐退化的趋势，而蓝色LED起初较为稳定，但后期会因硅胶失效而导致光功率急剧下降。然后，利用退化实验的结果来分析红/蓝园艺灯在其使用寿命期间的光谱...
解读: 从阳光电源业务视角来看，这项LED园艺照明降解研究揭示了新能源与农业交叉领域的重要技术挑战，对我司拓展综合能源解决方案具有参考价值。 该研究发现红光LED呈现渐进式衰减，而蓝光LED在初期稳定后因硅胶失效导致光功率骤降，这种差异化降解特性直接影响植物生长所需的光谱配比。对于阳光电源而言，这一发现具...
异质结硅光伏组件冰雹损伤调查：一个真实案例研究
Hail Damage Investigation in Heterojunction Silicon Photovoltaic Modules: A Real-World Case Study
Marco Nicoletto · Davide Panizzon · Alessandro Caria · Nicola Trivellin 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年2月
大多数光伏（PV）组件的质保期为25 - 30年。然而，恶劣的气候事件，尤其是冰雹，可能会导致组件过早损坏。本文对意大利帕多瓦的一个住宅光伏系统进行了研究，该系统经历了一场严重的风暴，冰雹直径达16厘米，这比用于组件验证的标准测试用冰雹尺寸（根据IEC 61215 - 2 - 2021标准为7.5厘米）大两倍多。研究目的如下：1）证明开展超出当前标准要求的冰雹测试的相关性；2）证明即使玻璃未破碎或性能未下降，也存在潜在损伤；3）讨论相关风险。为了尽量减少环境因素的影响，在黑暗环境中进行了正向偏置...
解读: 该冰雹损伤机理研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。研究揭示的裂纹扩展与功率衰减关联机制，可优化逆变器MPPT算法对受损组件的识别能力，通过IV曲线异常特征实现早期故障预警。封装材料退化模式分析为iSolarCloud平台的智能诊断模块提供了极端气候事...