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基于结构函数法与静态-脉冲I–V测量的射频HEMT用GaN-on-Si材料热阻优化
Thermal resistance optimization of GaN-on-Si materials for RF HEMTs based on structure function method and static-pulsed I–V measurements
Qingru Wang · Yu Zhou · Xiaozhuang Lu · Xiaoning Zhan · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
针对射频高电子迁移率晶体管(RF HEMT)应用的GaN-on-Si材料,提出一种结合结构函数法与静态-脉冲I–V测量的热阻优化方法。通过提取不同器件结构下的瞬态热响应,利用结构函数分析热阻抗分布特征,识别主要热瓶颈。结合静态与脉冲I–V特性测量,量化自热效应并评估有效热阻。据此优化外延层结构与衬底工艺,显著降低器件热阻,提升散热性能与可靠性,为高性能GaN基射频器件的设计与制造提供指导。
解读: 该研究对阳光电源GaN器件应用有重要参考价值。结构函数法与静态-脉冲I-V测量相结合的热阻优化方法,可直接应用于SG系列高频光伏逆变器和ST系列储能变流器的GaN功率模块设计。通过优化外延层结构与衬底工艺,可显著提升GaN器件散热性能,有助于实现更高功率密度的产品设计。这对提高阳光电源新一代1500...
增强型GaN p型场效应晶体管中的极化增强电导
Polarization-enhanced conductivity in enhancement-mode GaN p-FET
Hengyuan Qi · Teng Li · Jingjing Yu · Jialin Duan 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种通过极化工程实现高电导率的增强型GaN p型场效应晶体管。利用AlN/GaN超晶格中的自发和压电极化效应,显著增强了空穴载流子浓度与迁移特性,从而在常关型器件中实现了优异的导通性能。实验结果表明,极化诱导的二维空穴气有效调制了p型沟道电导,提升了器件的电流开关比和阈值电压稳定性。该策略为高性能GaN基互补电路的发展提供了可行路径。
解读: 该GaN p-FET极化增强技术对阳光电源的功率变换产品具有重要价值。通过AlN/GaN超晶格结构提升的载流子特性,可显著改善SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器中GaN器件的导通性能,有助于降低开关损耗。特别是在1500V高压系统中,该技术可提升GaN器件的可靠性和效率。同时,增强型p-FET的...
将半透明有机光伏器件转化为引发积极情绪反应的催化剂
Transforming semitransparent organic photovoltaics into catalysts for positive emotional responses
Zonghao Wu · Jiangsheng Yu · Wenxiao Wu · Zhenzhen Zhao 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本研究提出一种创新思路,通过调控半透明有机光伏(ST-OPV)器件的光学与电学性能,使其不仅具备能量转换功能,还可作为激发人类积极情绪反应的光环境调节器。实验结合心理物理学评估与器件优化,验证了特定光谱输出的ST-OPV在自然光模拟中的情感促进作用,揭示了光伏技术在人因工程与健康照明领域的跨学科应用潜力。
解读: 该半透明有机光伏(ST-OPV)情感调控技术为阳光电源光伏建筑一体化(BIPV)产品提供跨学科创新思路。虽然当前SG系列逆变器主要服务晶硅组件,但ST-OPV的光谱调控理念可启发智能建筑场景应用:结合iSolarCloud平台,通过MPPT算法优化实现发电效率与室内光环境的动态平衡;在工商业储能系统...
基于吸引力增强型强化学习的去中心化多机器人鱼协同捕食控制
Decentralized Multirobotic Fish Pursuit Control With Attraction-Enhanced Reinforcement Learning
Yukai Feng · Zhengxing Wu · Jian Wang · Junwen Gu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
自适应且高效的协同控制对多机器人鱼系统至关重要,可显著提升其在复杂水下任务中的表现。本文提出一种专为多机器人鱼协同追捕设计的新型自适应算法,融合吸引力机制与强化学习技术,使机器人鱼能依据局部观测与环境线索做出自适应决策。针对机器人鱼的独特动力学特性构建了状态转移环境,并结合课程学习方法设计了去中心化的追捕策略。仿真与实物实验验证了该策略的有效性与适应性,为复杂水下环境中多机器人鱼系统的协同控制提供了重要参考。
解读: 该去中心化多智能体协同控制技术对阳光电源分布式储能系统具有重要借鉴价值。文中的吸引力增强型强化学习算法可应用于PowerTitan大型储能系统的多模块协同控制,实现基于局部观测的自适应功率分配与负载均衡。去中心化决策架构可提升ST系列储能变流器集群的容错性与可扩展性,避免单点故障。课程学习方法可优化...
中点连接n×3相SPMSM双相开路故障的被动容错方案
Passive Fault-Tolerant Scheme for Double-Phase Open-Circuit Fault in n×3-Phase SPMSM
Meiling Zhao · Kailiang Yu · Feng Yu · Xuhui Zhu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
针对传统容错控制和故障检测系统缺陷,提出中点连接n×3相表贴式永磁同步电机(SPMSM)的免诊断被动容错控制(PFTC)方案。为降低驱动器成本、体积和复杂度,采用单逆变器并联驱动n×3相电机,这是实现被动容错的前提。结合传统三相PMSM的id=0控制策略和磁场定向控制技术,n×3相SPMSM经历双相开路故障后可实现自愈能力。因PFTC方案无需故障诊断过程,可从根本上避免误诊和诊断延迟影响。此外无需优化故障前后调制策略、电机模型或参考电流,实现不同运行状态间平滑切换。PFTC方案不仅可在多种运行工...
解读: 该被动容错n×3相电机驱动技术对阳光电源高可靠性电机驱动系统有重要应用价值。免诊断PFTC方案可应用于新能源汽车和工业驱动系统,提高系统容错能力并降低成本。单逆变器并联驱动架构对阳光电源多相电机控制器设计有借鉴意义。该技术对ST储能系统的飞轮储能和关键电机驱动应用有可靠性提升潜力,可减少传感器和诊断...
室温下电注入的GaN基光子晶体表面发射激光器
Room-temperature electrically injected GaN-based photonic-crystal surface-emitting lasers
Tong Xu1Meixin Feng2Xiujian Sun2Rui Xi2Xinchao Li2Shuming Zhang2Qian Sun2Xiaoqi Yu3Kanglin Xiong3Hui Yang4Xianfei Zhang5Zhuangpeng Guo5Peng Chen5 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
光子晶体表面发射激光器(PCSELs)利用二维光子晶体的布拉格衍射实现高功率、低发散角的单模输出,近年来受到广泛关注[1-3]。2023年,京都大学报道了基于GaAs的945 nm PCSEL,在连续波(CW)工作模式下单模输出功率超过50 W,光束发散角窄至0.05°,亮度达到1 GW·cm⁻²·sr⁻¹,可与传统大体积激光器相媲美[4]。
解读: 该GaN基光子晶体表面发射激光器技术对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。虽然研究聚焦光电子领域,但其电注入结构设计、热管理方案及GaN材料的高温稳定性特性,可为ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中的GaN功率模块散热优化提供借鉴。特别是其室温连续工作能力验证了GaN器件在高功率密度应用中...
基于全无机钙钛矿的室内光伏器件研究进展
Recent progress in indoor photovoltaics based on all-inorganic perovskites
Yu Qi · Wenjie Xu · Yanhui Lou · Lai Feng · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
物联网设备的快速发展对适用于室内光照条件下为低功耗电子设备供电的可持续能源技术提出了迫切需求。在此背景下,室内光伏(IPV)技术成为实现物联网系统持续供能的重要解决方案。为提升室内光能转换效率,IPV吸光材料需具备1.7–1.9 eV的适宜带隙以匹配室内光源光谱,并具有高缺陷容忍性以抑制非辐射复合。全无机钙钛矿(AIPs),尤其是CsPbI3和CsPbI2Br,因其优异的光电性能和稳定性,成为理想的IPV材料。近年来,基于AIPs的IPV器件在室内光照下光电转换效率已突破40%,显著优于传统硅基...
解读: 全无机钙钛矿室内光伏技术对阳光电源物联网供能方案具有重要应用价值。该技术在室内弱光条件下效率突破40%,可应用于:1)ST储能系统的分布式传感器节点自供电,替代传统电池降低运维成本;2)iSolarCloud云平台的无线监测终端,实现免维护持续供能;3)充电桩的辅助电源系统,为通信模块、显示屏等低功...
用于提升构网型VSC主导电力系统功率与电压调节的分散式复合控制
Decentralized Composite Control for Enhanced Power and Voltage Regulation in Grid-Forming VSC Dominated Power System
Ruixu Liu · Zhen Wang · Dong Feng · Jialiang Wu 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年10月
摘要:构网型电压源换流器(VSC)被视为未来以换流器为主导的电力系统的一种有前景的解决方案,但仍需要先进的控制方案来充分发挥其实现电网稳健运行的潜力。本文针对构网型VSC主导的电力系统提出了一种分散式复合控制方法。所提出的控制方案将基于模型预测控制(MPC)的电压控制与基于下垂控制的同步相结合,实现了快速电压调节和分散式功率分配。开发了一种用于电压控制的增强型MPC,以实现快速电压跟踪,同时减轻功率/电压回路耦合的影响并增强功率调节能力。此外,引入了一个干扰观测器来估计外部不可测值和模型参数的不...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项针对构网型变流器的去中心化复合控制技术具有重要的战略价值。随着我国"双碳"目标推进和新能源渗透率持续攀升,传统跟网型逆变器在弱电网环境下的稳定性局限日益凸显,而构网型技术正成为行业突破的关键方向。 该论文提出的模型预测控制(MPC)与下垂控制相结合的方案,直接契合阳光...
基于不对称变占空比调制控制的CLLC谐振变换器轻载优化策略
Light-Load Optimization Strategy for CLLC Resonant Converters Based on Asymmetric Variable Duty-Cycle Modulation Control
Yichen Wang · Feng Wang · Fang Zhuo · Kefan Yu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
CLLC谐振变换器是一种具有优良软开关特性的双向隔离型DC/DC变换器,但在轻载条件下电压调节性能差且效率较低。为此,本文提出一种不对称变占空比调制(AVDM)控制方法,通过调节原边和副边不对称方波的占空比来改善轻载时的输出电压调节性能并提升效率。采用基于前馈神经网络(FNN)的多频建模策略,间接分析AVDM控制下变换器的时域特性,进而确定不同轻载条件下实现零电压开关(ZVS)的最优工作点,并据此设计闭环控制系统。最后通过2 kW实验样机验证了所提AVDM控制方法的可行性。
解读: 该CLLC谐振变换器轻载优化技术对阳光电源车载OBC充电机和储能双向变流器产品具有重要应用价值。AVDM控制方法可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级,解决轻载工况下效率低和电压调节性能差的痛点,提升储能系统在低功率充放电时的转换效率。基于FNN神经网络的多频建模策略为复杂调制模式下的ZV...
由弃风电量驱动的灵活直接空气捕集
Wind curtailment powered flexible direct air capture
Yuhang Liua1 · Yihe Miaoa1 · Yuanfan Feng · Lun Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 直接空气捕集(DAC)作为一种关键的负排放技术,已逐渐成为减缓气候变化的重要手段。将DAC系统与可再生能源电力相结合,可最大化其碳捕集效率;然而,现有的DAC系统难以适应可再生能源电力的间歇性和波动性。本研究构建了一个优化模型,旨在实现DAC系统的灵活运行,从而提升风力发电的利用率。通过引入可转移和可中断负荷,提出了一种适用于吸附式DAC系统的新运行范式。建立了一个线性规划优化模型,以增强DAC系统对电力供应变化的适应能力,确保风电场弃用电力得到完全利用。案例分析确定了实现特定电力调度场景...
解读: 该风电弃电驱动的直接空气捕碳(DAC)技术对阳光电源储能系统具有重要启示。研究提出的可转移负荷优化模型与我司ST系列PCS及PowerTitan储能方案高度契合,可通过储能系统实现弃风电力的柔性消纳。建议将DAC作为可调度负荷纳入iSolarCloud平台智慧能量管理,结合GFM控制技术提升新能源电...
一种基于分数规划的100%可再生能源电-甲醇联产规划模型
A Novel Fractional Programming-based Planning Model for 100% Renewable Poly-generation of Electricity and Methanol
Zhipeng Yu · Yingtian Chi · Jin Lin · Feng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
与可再生能源发电商签订长期购电协议(PPA)是推动难减排行业脱碳的有效途径。然而,由于可再生能源出力的波动性与间歇性,发电商通常需过度装机以满足固定电量交付承诺,导致大量弃电和成本上升。电转甲醇(P2M)技术通过提供灵活的化学储能与需求,有助于大规模整合可再生能源。本研究提出一种兼顾刚性与柔性负荷的100%可再生能源电-甲醇联产统一规划框架,以最大化内部收益率(IRR)为目标,构建并高效求解混合整数线性分式规划(MILFP)模型。基于实际数据的验证结果表明,该方法显著提升IRR,降低可再生能源弃...
解读: 该分数规划模型对阳光电源PowerTitan储能系统与SG光伏逆变器的协同优化具有重要价值。研究提出的电-甲醇联产框架可启发阳光电源在工业园区场景中,将ST储能变流器与电解制氢/甲醇设备耦合,通过柔性化学负荷消纳光伏弃电,提升IRR指标。其MILFP优化算法可集成至iSolarCloud平台,实现P...
研究一种离子掺杂剂在有机半导体及热电应用中的掺杂性能
Investigating the doping performance of an ionic dopant for organic semiconductors and thermoelectric applications
Jing Guo1Yaru Feng2Jinjun Zhang2Jing Zhang3Ping-An Chen4Huan Wei5Xincan Qiu6Yu Liu6Jiangnan Xia5Huajie Chen7Yugang Bai8Lang Jiang9Yuanyuan Hu10 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
掺杂在提升有机半导体在光电子和热电器件中的性能方面起着关键作用。本研究系统探讨了离子掺杂剂4-异丙基-4′-甲基二苯基碘𬭩四(五氟苯基硼酸盐)(DPI-TPFB)作为p型掺杂剂在有机半导体中的性能与适用性。以p型PBBT-2T为模型,通过ESR、紫外-可见-近红外吸收光谱及功函数分析证实其显著掺杂效果,使薄膜电导率提升超过四个数量级。DPI-TPFB还表现出广泛的适用性,可有效掺杂多种p型材料,并使n型N2200转变为p型行为。将其应用于有机热电器件,获得约10 μW∙m⁻¹∙K⁻²的功率因子,...
解读: 该离子掺杂有机半导体技术对阳光电源热管理系统具有潜在价值。研究中10 μW∙m⁻¹∙K⁻²的热电功率因子可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的余热回收利用,将功率器件散热转化为电能,提升系统综合效率。有机热电材料的柔性特性适合贴合SiC/GaN功率模块表面进行温差发电,为辅助电路供电。在电动汽车驱...
重离子辐照导致碳化硅二极管性能退化及灾难性烧毁机制研究
Investigation of heavy-ion induced degradation and catastrophic burnout mechanism in SiC diode
Hong Zhang · Chao Penga · Teng Maa · Zhan-Gang Zhang 等7人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.229
采用205 MeV的Ge离子和283 MeV的I离子辐照实验与模拟方法,分析了碳化硅(SiC)二极管的单粒子漏电电流(SELC)及单粒子烧毁(SEB)机制。在两种选定重离子辐照条件下,伴随SEB现象的发生,产生了安培量级的脉冲电流。微观分析发现,SEB损伤区域覆盖阳极金属、外延层和衬底,导致器件正向和反向电学特性的破坏。当器件在200 V和300 V反向偏压下经受205 MeV Ge离子、注量为5 × 10^6 n·cm^−2的辐照后,其击穿电压分别退化了70%和82%。SELC器件的阳极接触处...
解读: 该SiC二极管重离子辐照失效机理研究对阳光电源功率器件可靠性设计具有重要参考价值。研究揭示的单粒子烧毁(SEB)机制和阳极接触失效模式,可指导ST系列储能变流器、SG光伏逆变器及电动汽车驱动系统中SiC器件的热管理优化和抗辐照加固设计。特别是阳极金属-外延层界面的温度应力分析,可用于改进三电平拓扑中...
一种集成栅极驱动器的200°C碳化硅半桥功率模块:开发、性能评估与未来路径
A 200 ∘C SiC Phase-Leg Power Module With Integrated Gate Drivers: Development, Performance Assessment, and Path Forward
Pengyu Lai · Sudharsan Chinnaiyan · Zhuowen Feng · Salahaldein Ahmed Rmila 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
为减小电力电子系统的体积、重量和成本,本文提出一种基于高温碳化硅(SiC)的半桥功率模块。通过在低温共烧陶瓷(LTCC)基板上集成两个栅极驱动器,降低栅极回路电感并实现小型化。介绍了LTCC驱动器的设计与制备工艺,并讨论了模块的布局设计、仿真及材料选择。采用耐高温材料使模块可在高达200°C下工作。在25°C至200°C范围内开展双脉冲测试,测得开关dv/dt为10–15 V/ns,高温下性能退化不明显。当前模块温度上限受限于栅极驱动IC,后续将研发高温驱动IC以提升热可靠性,为高密度高温功率模...
解读: 该200°C高温SiC半桥模块技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。LTCC集成栅极驱动方案可降低寄生电感、提升开关速度(dv/dt达10-15V/ns),直接适用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率模块优化,提升功率密度和效率。200°C耐温能力可减少散热系统体积,支持PowerTit...
基于三模谐振器的多功能多路滤波功分器设计
Design of Multifunctional Multiway Filtering Power Dividers Based on Tri-Mode Resonators
Chi-Feng Chen · Yu-Sheng Zeng · Yi-Chen Yeh · Tsang-Ning Tien 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2024年11月
本文提出了一种用于多路滤波功率分配器的创新设计方法,该方法可在紧凑封装中同时实现功率分配和滤波功能。在这种方法中,采用三模谐振器来实现电路小型化和宽阻带。为验证该方法的有效性,设计并制作了基于三模加载短截线谐振器的四路、六路和八路滤波功率分配器;它们的电路面积较小,分别小于<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-m...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于三模谐振器的多路滤波功分器技术在射频电路设计领域具有显著创新性,对我司光伏逆变器和储能系统的电磁兼容性能提升具有潜在应用价值。 该技术的核心优势在于将功率分配与滤波功能集成于紧凑封装中,实现了电路小型化(面积小于0.11λg²)和宽阻带特性。对于阳光电源的产品线而...
联合多阶段规划可再生能源、氢储能与氨储能以深度脱碳高比例可再生能源电力系统
Joint Multi-Stage Planning of Renewable Generation, HESS, and AESS for Deeply Decarbonizing Power Systems With High-Penetration Renewables
Zhipeng Yu · Jin Lin · Feng Liu · Jiarong Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
针对高比例可再生能源电力系统深度脱碳中面临的跨日间歇性与源荷季节性失衡问题,传统调节能力受限。本文提出引入氢储能系统(HESS)与氨储能系统(AESS)逐步替代火电,构建含碳排放约束的多阶段容量扩展规划模型,采用年际 hourly 数据刻画可再生能源波动特性。结合Dantzig-Wolfe分解的改进列生成法高效求解大规模模型。基于中国实际系统研究表明:所提方法在不同可再生能源渗透率下均能保障高供电可靠性,避免典型场景法在高渗透(≥30%)下的可靠性下降问题;HESS与AESS显著降低脱碳成本,在...
解读: 该研究对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器的长周期储能规划具有重要价值。文章提出的HESS(氢储能)与AESS(氨储能)协同规划方法,为阳光电源拓展季节性储能解决方案提供理论支撑。研究验证的年际hourly数据建模方法可直接应用于iSolarCloud平台的容量配置优化模块,提...
X射线辐照诱导的p-GaN肖特基栅HEMT阈值电压不稳定性
X-Ray Irradiation-Induced VTH Instability in Schottky-Gate p-GaN HEMTs
Yu Rong · Feng Zhou · Wenfeng Wang · Can Zou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月
p型氮化镓(p - GaN)肖特基栅结构增强型(E - mode)高电子迁移率晶体管(HEMT)在辐照应用方面具有巨大潜力,但其阈值电压($V_{TH}$)的不稳定性仍在研究之中。在这项工作中,通过构建一个剂量可调且集成了外围偏置电路的X射线辐照在线监测系统,全面研究了阈值电压($V_{TH}$)的不稳定性与辐照剂量和漏极偏置的关系。在仅进行辐照的条件下,该器件在低剂量辐照时呈现出负的$V_{TH}$漂移,随后在高剂量辐照时出现正的$V_{TH}$漂移。通过进行数值模拟、霍尔测量和电容 - 电压...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于p-GaN肖特基栅结构HEMT器件在X射线辐照下阈值电压稳定性的研究具有重要的战略参考价值。GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)作为第三代宽禁带半导体器件,在光伏逆变器和储能变流器的功率转换环节具有显著优势,其高频开关特性和低导通损耗可直接提升系统效率和功率密度。...
具有非钳位感性开关和紫外脉冲激光辐照下抗浪涌能量能力的高鲁棒性p-GaN栅极HEMT
Highly Robust p-GaN Gate HEMT With Surge-Energy Ruggedness Under Unclamped Inductive Switching and UV Pulse Laser Irradiation
Feng Zhou · Tianyang Zhou · Can Zou · Rong Yu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年11月
非雪崩型 p - GaN 栅高电子迁移率晶体管(HEMT)对于动态过电压(<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${V}_{\text {over.}}\text {)}$ </tex - math></inline - formula>)和瞬态浪涌能量(<in...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项p-GaN栅极HEMT器件的鲁棒性突破具有重要战略意义。该技术在非雪崩模式下实现了1.85kV的动态过压承受能力和11.7 J/cm²的浪涌能量耐受度,这一性能指标直接契合我们光伏逆变器和储能变流器在实际工况中面临的关键痛点。 在光伏逆变器应用中,电网扰动、雷击浪涌和...