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具有超薄势垒结构的6英寸高压GaN基增强型HEMT：界面质量及其可靠性
6-in. high-voltage GaN-based E-mode HEMTs with ultrathin barrier structures: Interface quality and its reliability
Nan Sun · Ronghua Wang · Runxin Microelectronics Corporation · Wuxi China Resources Huajing Microelectronics Corporation 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了基于6英寸硅衬底的高压增强型GaN高电子迁移率晶体管（E-HEMT），采用超薄势垒层结构。通过优化界面控制与材料生长工艺，显著提升了异质结界面质量，有效降低了界面态密度并改善了二维电子气特性。器件表现出优异的击穿电压与导通电阻平衡特性，并在高温反向偏压应力下展现出良好的长期可靠性，界面退化机制被系统分析。该研究为高性能、高可靠GaN功率器件的规模化制造提供了技术支撑。
解读: 该研究的超薄势垒GaN E-HEMT技术对阳光电源的功率变换产品具有重要应用价值。6英寸晶圆规模化制造工艺可降低GaN器件成本,有利于在SG系列逆变器和ST系列储能变流器中推广应用。优化的界面质量和可靠性特性可提升产品在高温、高压工况下的稳定性,特别适合PowerTitan等大功率储能系统。器件优异...
通过多物理场发光成像显微技术实现氮化镓微米级发光二极管侧壁缺陷的高分辨率可视化
High-resolution visualization of sidewall defects in gallium nitride micro light-emitting diode via multi-physical field luminescence imaging microscopy
Jinjian Yan · Zhuoying Jiang · Linjue Zhang · Mengyu Chen · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本研究提出一种基于多物理场耦合的发光成像显微技术，实现了氮化镓微米级发光二极管（μLED）侧壁缺陷的高分辨率可视化。通过结合电致发光、阴极发光及应变场分布成像，精确识别了刻蚀过程中引入的非辐射复合中心与晶格损伤区域。该方法可有效关联器件局域电学与光学特性退化与侧壁缺陷的分布特征，为空间分辨缺陷表征提供了新途径，并为提升μLED器件性能与可靠性提供了重要依据。
解读: 该μLED缺陷表征技术对阳光电源GaN功率器件的质量控制和可靠性提升具有重要参考价值。通过多物理场发光成像显微技术，可以精确识别GaN器件制造过程中的缺陷，这对提升SG系列逆变器和ST系列储能变流器中GaN功率模块的性能至关重要。特别是在高频化设计和高功率密度应用场景下，该技术有助于优化GaN器件的...
基于D-PMSG的虚拟同步风力发电机分层并网功率性能提升方法
Hierarchical Grid-Interactive Power Performance Enhancement Method for D-PMSG-Based Virtual Synchronous Wind Turbines
Guohang Huang · Juan Wei · Xueting Cheng · Sheng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
虚拟同步发电机（VSG）控制因其与同步发电机的相似性而广泛应用于并网逆变器中。然而，VSG通过同步摇摆方程延缓频率变化以提供惯性支持的同时，导致功率响应变慢。在风力发电机组（WTs）中应用时，VSG削弱了功率跟踪能力，降低了风能捕获效率，并影响调度指令执行。外部频率响应引发的功率波动因转子与叶片的惯性难以及时跟随，增加运行风险。为此，本文提出一种针对D-PMSG型虚拟同步风力发电机（VSWT）的分层并网功率性能提升方法，通过协调同步摇摆方程与电压励磁方程参数，融合VSWT的构网型功率流动与机电状...
解读: 该分层并网功率性能提升方法对阳光电源的储能和风电产品线具有重要应用价值。通过优化VSG控制策略,可显著提升ST系列储能变流器和风电变流器的并网性能。特别是其协调同步摇摆方程与电压励磁方程的创新思路,可用于改进PowerTitan大型储能系统的构网型控制。该方法在保证系统稳定性的同时提高功率响应速度,...
使用乙基肼甲酸盐抑制二价锡氧化以实现高性能全钙钛矿叠层太阳能电池
Minimizing tin(Ⅱ)oxidation using ethylhydrazine oxalate for high-performance all-perovskite tandem solar cells
Jianhua Zhang1Xufeng Liao1Weisheng Li1Yutian Tian1Qinyang Huang1Yitong Ji1Guotang Hu2Qingguo Du3Wenchao Huang1Donghoe Kim4Yi-Bing Cheng5Jinhui Tong1 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
全钙钛矿叠层太阳能电池（ATSCs）有望突破传统单结器件的Shockley-Queisser效率极限。然而，作为其关键子电池的锡铅混合钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能与稳定性仍显著落后于纯铅基器件，主要受限于钙钛矿快速结晶及Sn²⁺易氧化导致的粗糙形貌和p型自掺杂。本文在钙钛矿界面引入乙基肼甲酸盐（EDO），有效抑制Sn²⁺氧化并提升结晶质量。经EDO修饰的锡铅PSCs实现了21.96%的光电转换效率，且重现性优异。进一步将EDO用于叠层电池中的锡铅子电池界面钝化，获得了27.58%的高效ATS...
解读: 该全钙钛矿叠层电池技术对阳光电源光伏产品线具有前瞻性价值。27.58%的叠层电池效率突破单结极限，为SG系列逆变器未来适配高效率组件提供技术储备。EDO抑制Sn²⁺氧化提升稳定性的思路，可借鉴至PowerTitan储能系统的电芯界面钝化设计，延长循环寿命。叠层电池的宽光谱吸收特性需要MPPT算法优化...
基于直驱PMSG风力发电机系统恢复过程中的快速功率调节方法
Fast Power Regulation Method During System Restoration for D-PMSG-Based Wind Turbines
Guohang Huang · Sheng Huang · Juan Wei · Hesong Cui 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
桨距动作速度是限制风力发电机功率爬坡速率的主要因素之一。通过在风轮、叶片和发电机转子中存储动能，可在减少桨距调节的情况下实现更快的功率调控，适用于 blackout 后系统恢复等需快速注入功率的场景。本文提出一种适用于直驱永磁同步风力发电机（D-PMSG）的新型快速功率调节方法，提前完成耗时的桨距角减小过程，并在外部系统恢复前储备动能，从而在系统恢复初期即实现最大功率输出。分析了D-PMSG风机的可行运行边界及其对外部系统的最大功率支撑能力，避免高动能储备引起的变流器调制问题。该方法可显著提升功...
解读: 该快速功率调节技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要参考价值。通过动能储备和桨距预调节实现的快速功率响应机制,可应用于ST系列储能变流器的黑启动和系统恢复功能优化。其动能管理思路可借鉴到PowerTitan储能系统的功率调节策略中,提升大规模储能电站的一次调频性能。该方法对变流器功率边界的分析也可用...
考虑尾流延迟特性的海上风电场LPV模型预测控制
LPV Model Predictive Control for Offshore Wind Farms Considering Wake Delay Characteristics
Yang Liu · Jiahao Lin · Ling-ling Huang · Cheng Hua 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
大规模海上风电场中显著的尾流效应要求充分考虑其延迟特性，而该特性在控制中常被忽视。针对尾流动态演化与风机控制模型参数变化之间的耦合问题，本文提出一种考虑尾流延迟特性的线性参数可变（LPV）模型预测控制方法。通过构建准稳态尾流模型，将尾流延迟特性融入风电场LPV模型，并结合两阶段降维策略简化计算，协同优化疲劳损伤均衡与发电量提升。16台风机的仿真结果表明，所建模型能准确描述尾流延迟的空间分布，所提控制方法在风速风向动态变化下有效捕捉机组间风速延迟与波动特性，显著提高发电量并降低疲劳应力，且相比静态...
解读: 该研究的尾流延迟LPV模型预测控制技术对阳光电源的储能和风电产品具有重要参考价值。首先，其动态建模方法可优化ST系列储能变流器的功率预测算法，提升大型储能电站的调度效率。其次，文中的疲劳损伤均衡策略可应用于PowerTitan系统的电池管理，延长储能设备寿命。此外，该控制方法在处理多设备耦合方面的创...
通过数值天气预报模型的偏差校正技术提升风力发电预测精度
Enhancing Wind Power Forecasts via Bias Correction Technologies for Numerical Weather Prediction Model
Cheng-Liang Huang · Yuan-Kang Wu · Quoc-Thang Phan · Chin-Cheng Tsai 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
摘要：随着能源转型的持续推进以及风力发电装机容量的不断增加，近期研究进展表明，准确的数值天气预报（NWP）能够提高风电功率预测的质量。虽然大多数研究主要关注经过偏差校正的数值天气预报对风速的影响，但很少有研究探讨经过偏差校正的数值天气预报与风电功率预测之间的关系。因此，本研究旨在通过对数值天气预报得出的风速应用偏差校正技术来改进风电功率预测。具体而言，本研究制定了一种合理的后处理策略来修正数值天气预报的输出结果。采用衰减平均法和概率匹配均值法，系统地对三种不同的数值天气预报模型——即雷达天气研究...
解读: 该研究对阳光电源的风电和储能产品线具有重要应用价值。通过数值天气预报偏差校正技术，可显著提升风电场发电功率预测精度，这对我司ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的调度策略优化至关重要。具体而言，精确的风功率预测可用于：1)优化储能系统的充放电调度，提高风储联合运行效率；2)完善iSola...
一种用于单极-双极复合线圈的单开关IPT驱动器以实现错位容差
A Single-Switch IPT Driver for Unipolar-Bipolar Composite Coils Achieving Misalignment Tolerance
Zhicong Huang · Jingyu Wang · Jun Cheng · Chi-Kwan Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
错位容差是感应式电力传输（IPT）系统的关键性能指标。各类复合线圈结构（如双D正交阵列）虽可提升耦合稳定性，但通常需复杂驱动电路。本文提出一种基于单开关拓扑的IPT驱动方案，适配单极-双极复合线圈结构，在降低系统复杂度的同时有效增强横向与纵向错位下的功率传输能力。实验验证了该方案在宽范围位置偏移中具备良好的效率稳定性。
解读: 该单开关IPT驱动技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。针对无线充电桩和车载OBC系统，单开关拓扑可显著简化功率变换电路，降低SiC/GaN器件用量和系统成本。复合线圈的错位容差特性可提升实际停车场景中的充电可靠性，减少对精确定位的依赖。该方案的宽范围效率稳定性与阳光电源MPPT优化理念契...
结合内部电池物理特性的最优构网型储能系统管理
Optimal grid-forming BESS management incorporating internal battery physics
Yuanbo Chen · Kedi Zheng · Cheng Feng · Junling Huang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.385
摘要 通过电池储能系统（BESS）提供构网服务（GFS）对于现代电网中日益增长的可再生能源并网至关重要。然而，GFS响应与电池物理特性之间的快速交互给构网型BESS运行管理带来了重大挑战。本文研究了考虑内部电池物理特性的构网型BESS管理方法。我们首先建立了一个基于物理机理的模型，以准确刻画BESS在提供GFS过程中的可用功率能力及老化动态特性。基于该物理模型，本文提出了一种两阶段随机优化问题，用于在日前阶段确定GFS控制系数并制定BESS功率调度计划，同时考虑电网频率的不确定性。进一步地，设计...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的构网型控制策略具有重要参考价值。通过建立电池物理模型优化GFM服务系数,可提升我司储能系统在高比例新能源电网中的频率支撑能力和经济性。研究中的两阶段随机优化方法可集成至iSolarCloud平台,实现日前调度与实时功率调节的协同优化,同时...
考虑混合不确定性风险量化的发电机组维修调度方法
Generation Maintenance Scheduling for Power Systems Considering the Risk Quantification of Hybrid Uncertainty
Xiao Yang · Yong Zhao · Yuanzheng Li · Cheng Huang 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
准确量化不确定性引发的风险是制定电力系统发电维修调度（GMS）的关键基础。然而，风电和负荷等不确定变量的概率分布函数难以精确建模或未知，导致其经济风险难以度量，GMS难以合理制定。为此，本文考虑风电与负荷的混合不确定性，提出一种基于区间-概率最差条件风险价值（IP-WCVaR）的GMS方法。首先构建IP-WCVaR风险度量模型，并通过典型概率修正场景推导其解析数学表达式；进而建立基于IP-WCVaR的正负旋转备用模型并嵌入GMS框架，提升系统韧性；最终将风险规避型GMS建模为上下界优化问题，并基...
解读: 该研究提出的混合不确定性风险量化方法对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要应用价值。特别是在PowerTitan大型储能系统和SG系列光伏逆变器的调度优化中,可将IP-WCVaR风险度量模型应用于系统维护调度,提升设备可靠性。通过正负旋转备用模型可优化iSolarCloud平台的预测性维护策略,实现储...
低频感应加热应用AC/AC MMC的变开关频率控制
Variable Switching Frequency Control of AC/AC MMC for Low Frequency Induction Heating Applications
Gelin Huang · Fujun Ma · Shanwei Fan · Cheng Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
在特殊钢生产中,中间包感应加热电源在高温、密闭、高粉尘环境下运行,器件散热困难导致变换器内部元件损耗增加。针对应用于低频感应加热领域的AC/AC MMC变换器提出变开关频率主动热控制策略。通过建立热阻抗模型详细分析损耗特性和热摆动特性。针对双基频结构创新性提出三重傅里叶积分变换,推导电网电流的精确数学表达式。考虑并网电流THD、效率和结温,建立开关频率优化数学模型。仿真和实验结果证明所提控制策略降低结温摆动和系统损耗的有效性。
解读: 该变频主动热控制技术对阳光电源工业加热和特殊应用场景变换器有重要优化价值。变开关频率优化方法可应用于ST储能变流器的多工况运行模式,平衡效率和热管理。三重傅里叶变换谐波分析技术对复杂多频系统的电能质量优化有借鉴意义。该技术对PowerTitan大型储能系统的热管理策略和损耗优化有参考价值,可延长器件...
分布式能源的混合振荡阻尼与惯性管理
Hybrid Oscillation Damping and Inertia Management for Distributed Energy Resources
Cheng Feng · Linbin Huang · Xiuqiang He · Yi Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月
以换流器接口分布式能源资源（DERs）为主导的电力系统通常表现出较弱的阻尼能力和较低的惯性，从而影响系统稳定性。尽管单个 DER 控制器正在不断发展以提供更优的振荡阻尼能力和惯性支撑，但缺乏针对多个 DER 的全网协调管理措施，这可能会导致意外的不稳定和成本效益问题。为填补这一空白，本文提出了一种考虑网络耦合效应的多 DER 混合振荡阻尼与惯性管理策略，并试图通过适当的经济激励措施鼓励 DER 提供更强的阻尼和惯性。首先，我们构建了一个优化问题，以调整和分配 DER 的阻尼和惯性系数，在确保系统...
解读: 该研究的混合振荡阻尼与惯性管理技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制优化,提升PowerTitan大型储能系统的电网支撑能力;也可集成到SG系列光伏逆变器的VSG控制中,增强弱电网适应性。通过在现有控制算法中引入自适应阻尼机制,可有效改善储能/光伏...
一种基于机器学习的光伏系统在复杂局部遮阴条件下的全局最大功率点跟踪技术
A Machine Learning-Based Global Maximum Power Point Tracking Technique for a Photovoltaic Generation System Under Complicated Partially Shaded Conditions
Yi-Hua Liu · Yu-Shan Cheng · Yu-Chih Huang · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
在局部遮阴条件下，光伏系统输出功率与电压关系呈多峰特性，导致全局最大功率点（GMPP）追踪困难。本文提出一种基于机器学习的两阶段GMPPT方法：第一阶段采用回归树预测GMPP大致位置，第二阶段利用α-扰动观察法精确捕获GMPP。通过建立仿真平台生成训练数据，优化并集成回归树模型。在252种遮阴模式下，平均跟踪损耗为2.13 W，平均响应时间0.11秒，准确识别出244种情况下的GMPP区间。实验结果表明，该方法在追踪精度和速度上均优于五种先进方法。
解读: 该机器学习GMPPT技术对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT算法优化具有重要应用价值。当前SG逆变器在复杂遮阴场景下的多峰功率曲线处理仍依赖传统扰动观察法，易陷入局部最优。该研究提出的回归树+α-扰动观察两阶段方法，可将平均响应时间缩短至0.11秒，跟踪损耗降至2.13W，显著优于现有方案。建议将...
水风光混合系统中现有水电站扩容优化的解析方法：以雅砻江流域为例
Analytical method for optimizing capacity expansion of existing hydropower plants in hydro-wind-photovoltaic hybrid system: A case study in the Yalong River basin
Chen Wu · Pan Liu · Qian Cheng · Zhikai Yang 等11人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383
摘要 水电可通过构建水-风-光混合能源系统，有效整合具有间歇性的风电和光伏（PV）发电。随着风电和光伏电站规模的不断扩大，扩大水电装机容量变得尤为关键。然而，传统的扩容数值方法需要高时间分辨率的输入数据以及复杂的模拟计算。为解决这一问题，本文提出一种无需高分辨率输入数据的解析方法，用于推导水电站最优扩容规模，便于实际应用并支持敏感性分析。首先，基于历史运行数据，分别采用多项式函数和线性函数对水电出力及风电-光伏弃电率随水电扩容规模的变化关系进行估计；其次，结合净现值法，建立考虑总发电量（包括水电...
解读: 该水风光混合系统容量优化方法对阳光电源具有重要参考价值。研究揭示的弃电率与容量扩展关系,可指导我们ST系列储能系统在水风光互补场景的容量配置策略。文中敏感性分析方法(电价敏感度为运维成本11倍)可应用于PowerTitan储能电站的经济性评估模型。特别是无需高时间分辨率数据的解析法,可集成到iSol...
基于多功能MoOx/TiON层的高存储、低变异性、低功耗读写后读取超晶格HfO2/ZrO2铁电场效应晶体管存储器件
High-Storage, Low-Variability, and Low-Power Read-After-Write Superlattice HfO2/ZrO2 FeFET Memory Device by Using a Multifunctional MoOx/TiON Layer
Zheng-Kai Chen · Miau-Hua Hsiung · Zi-Rong Huang · Sheng-Min Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
在本研究中，我们提出了一种与现有商用半导体器件完全兼容的多功能栅极氧化物铁电晶体管技术。与单电极不同，该电极采用了 TiN/Mo（30 纳米）/TiN 阻挡层（BL - TiN）（2.5 纳米）结构，其绝缘体由埃级层叠的 HfO₂/ZrO₂ 结构组成，每层厚度为 6.5 埃。基于界面态密度（$D_{\text {it}}$）和 X 射线光电子能谱（XPS）结果，MoOx/TiOxNy 层的引入极大地抑制了金属 - 铁电体 - 绝缘体 - 半导体（MFIS）铁电场效应晶体管（FeFET）的电荷俘获...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于HfO2/ZrO2超晶格结构的铁电场效应晶体管（FeFET）存储技术虽然属于半导体存储领域，但其核心性能突破对我司光伏逆变器和储能系统的智能控制芯片具有重要的潜在应用价值。 该技术通过引入MoOx/TiOxNy多功能层实现的三大技术突破与我司产品需求高度契合：首先...
利用浮力实现可扩展和可持续的能量存储
Harnessing buoyancy for scalable and sustainable energy storage
Yongyi Huang · Junchao Cheng · Xunyu Liang · Minliang Tengd 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
摘要 随着全球向可再生能源的转型不断加速，可扩展且可持续的能量存储技术正变得日益重要。本研究提出了一种浮力储能系统（Buoyancy Energy Storage System），这是一种通过将浮体浸入流体中以储存多余能量，并通过控制其上升过程将重力势能转化为电能的新型方法。基于能量守恒原理和理想气体定律，本文推导了在液体和气体环境中，变体积与定体积浮体的能量储存的解析关系式。在液体中，柔性浮体的能量容量与内部气体量呈正相关，与下潜深度呈负相关；而刚性浮体储存的能量则与体积和深度成正比。在空气中...
解读: 该浮力储能系统作为新型物理储能技术,对阳光电源PowerTitan等大规模储能解决方案具有战略参考价值。其模块化设计理念与我司ST系列PCS的分布式架构高度契合,可探索混合储能系统集成。系统的能量管理算法可借鉴至iSolarCloud平台,优化海上风电场景的储能调度策略。虽然当前成本较高(1088-...