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石墨烯层间显著的弹道热输运：纳米孔和锂插层的影响
Significant ballistic thermal transport across graphene layers: Effect of nanoholes and lithium intercalation
John Crosby · Haoran Cui · Yan Wang · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
多孔石墨烯和石墨因其独特的结构与热学特性，在电化学储能和光热应用中日益受到关注。本研究系统分析了含孔石墨及多层石墨烯的晶格热输运行为与声子谱特征。结果表明，相对于石墨烯基面呈倾斜传播的声子模式是跨平面热输运的主要贡献者，且表现出显著的弹道特性，导致跨平面热导率随层数近似线性增加。石墨烯中引入纳米孔会宽频抑制跨平面声子输运，而锂离子插层则有望增强该输运。研究揭示了关键石墨烯结构中跨平面热传导的内在机制，为热管理材料设计提供了重要指导。
解读: 该石墨烯跨平面热输运研究对阳光电源储能系统热管理具有重要价值。研究揭示的纳米孔抑制热传导和锂插层增强热输运机制，可直接应用于PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器的热界面材料优化。通过调控石墨烯层间结构，可实现电池模组与功率器件的定向导热设计：在需要隔热的区域引入多孔石墨烯降低热桥效应...
基于超螺旋积分滑模观测器的无模型预测电流控制在ANPC逆变器驱动PMSM中的应用
Model-Free Predictive Current Control for PMSM Driven by ANPC Inverter with Super-Twisting Integral Sliding Mode Observer
Zibo Sun · Hongzhi Yang · Haoran Wang · Yipei Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
针对由有源中点钳位（ANPC）三电平逆变器驱动的永磁同步电机（PMSM）因参数失配导致控制精度下降的问题，提出一种基于超螺旋积分滑模观测器的无模型预测电流控制策略（MFPCC-STISMO）。构建与参数无关的一阶超局部模型替代传统PMSM数学模型，并设计具有积分滑模面的STISMO以估计集总扰动，抑制参数失配对控制性能的影响。同时，为避免传统三电平模型预测电流控制中中点电压平衡依赖权重因子的问题，提出一种无需权重因子的平衡策略，通过合理分配正负小矢量作用时间，利用其产生幅值相等、方向相反的中点电...
解读: 该MFPCC-STISMO技术对阳光电源ST系列储能变流器和新能源汽车驱动系统具有重要应用价值。其无模型预测控制策略可有效解决ANPC三电平拓扑中因温度漂移、老化导致的参数失配问题，提升PowerTitan储能系统在宽工况下的电流控制精度。超螺旋滑模观测器的强抗扰特性可增强储能变流器在电网扰动下的鲁...
一种具有增强dVSW/dt噪声免疫性、负VSW耐受性和开通dVSW/dt控制的单片GaN功率IC
A Monolithic GaN Power IC with Enhanced dVSW/dt Noise Immunity, Negative VSW Tolerance and Turn-on dVSW/dt Control
Yifei Zheng · Haoran Wang · Boyu Li · Weimin Yuan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种提升单片氮化镓（GaN）半桥功率集成电路在高速开关瞬态电应力下可靠性的方法。通过片上地线分离设计抑制地弹，避免输入级击穿和误触发；采用双共栅差分对结构的鲁棒电平转换器，有效阻断dVSW/dt噪声传播，同时支持负VSW工作并保持低传输延迟；可调驱动强度的栅极驱动电路抑制振铃与过冲，且不引入寄生元件。基于1 μm硅基GaN工艺实现的100 V单片集成芯片实验验证了其对130 V/ns dVSW/dt的免疫能力、低于10.4 ns的延迟，以及-15 V负压耐受性和输出强度可调性。
解读: 该单片GaN功率IC技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的功率密度提升具有重要价值。其130V/ns的dVSW/dt噪声免疫性和10.4ns超低延迟可直接应用于PowerTitan大型储能系统的高频开关电路，提升系统动态响应速度。双共栅差分对电平转换器的-15V负压耐受设计，可增强阳光电...
动态区间状态估计在电热综合系统中的应用
Dynamic Interval State Estimation for Integrated Electricity and Heating Systems
Yibao Jiang · Junyi Wang · Haoran Zhao · Vladimir Terzija · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月
在电热综合系统（IEHSs）中，状态估计器的作用是基于量测数据推断未知状态，以实现监控与控制。然而，传统点估计方法难以有效刻画可再生能源与多能负荷带来的多重不确定性，且复杂的热动态特性及多时间尺度特征对估计精度与计算效率构成挑战。本文提出一种新型动态区间状态估计（DISE）框架，将量测输入与状态输出均建模为区间以表征不确定性影响。通过迭代区间运算实现估计，并结合模型重构缓解区间膨胀问题。进一步设计多速率协同估计（MRCE）方案，实现电力与热力系统在不同时间尺度下的并行协调估计，显著提升计算效率。...
解读: 该动态区间状态估计技术对阳光电源PowerTitan储能系统及ST系列储能变流器具有重要应用价值。在电热综合能源场景中，该方法可有效处理光伏出力波动、负荷不确定性等多重扰动，为iSolarCloud云平台提供更精准的状态监测能力。多速率协同估计方案契合储能系统电气快速响应与热管理慢动态的特性，可优化...
利用AlGaN背势垒中的二维空穴气实现GaN-on-Si HEMT衬底损耗抑制与射频性能提升
2DHG in AlGaN Back-Barrier for Substrate Loss Suppression and RF Performance Enhancement in GaN-on-Si HEMTs
Yeke Liu · Po-Yen Huang · Chun Chuang · Sih-Han Li 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年6月
对于射频应用的硅基氮化镓（GaN-on-Si）高电子迁移率晶体管（HEMT）而言，衬底损耗仍是一项关键挑战。在本研究中，我们通过实验验证了氮化镓/铝镓氮（GaN/AlGaN）背势垒（BB）界面处二维空穴气（2DHG）的形成，并首次证明了其在抑制射频衬底损耗方面的重要作用。我们提出了一种二维空穴气屏蔽模型，并通过技术计算机辅助设计（TCAD）仿真进行了验证。此外，我们引入了前偏置技术，可在工作偏置条件下直接观测二维空穴气。小信号建模和S参数测量显示，与无铝镓氮背势垒的器件相比，具有铝镓氮背势垒的器...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN-on-Si HEMT器件的2DHG背势垒技术具有重要的战略价值。该技术通过在GaN/AlGaN界面形成二维空穴气体来抑制衬底损耗，使器件的截止频率和最大振荡频率分别提升7 GHz和15 GHz，同时改善了功率增益、功率附加效率和线性度指标。 对于阳光电源的核心...
原位设计的三元异质结阵列用于高光电效率染料敏化太阳能电池
In-situ engineered ternary heterojunction arrays for high photoelectric efficiency dye-sensitized solar cells
Haoran Yan · Jialin Chena · Junjie Xiaa · Shirong Huang 等9人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301
摘要 本研究通过多步水热法构建了一种新型的、高度有序的ZnIn2S4@Ti3C2 MXene/TiO2分级异质结构阵列，并将其用作高性能染料敏化太阳能电池（DSSCs）的光阳极。电子显微分析结果证实了该多维结构的精确形成。优化后的DSSC器件实现了高达8.01%的功率转换效率（PCE）和73.9%的优异填充因子（FF），相较于原始TiO2纳米线基器件提升了28.6%。这一显著提升源于多种协同机制：引入ZnIn2S4（ZIS）有效增强了可见光范围内的光吸收能力；同时，导电MXene介质的引入促进了...
解读: 该三元异质结光阳极技术通过MXene中间层构建双异质结和肖特基势垒,实现8.01%光电转换效率和73.9%填充因子,对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化算法具有启发意义。其电子传输网络设计和载流子寿命延长机制可应用于PowerTitan储能系统的功率转换效率提升,特别是在抑制电荷复合方面与ST...
基于降阶阻抗模型与双层优化的风电场小信号稳定域在线构建
Online Construction of Small-Signal Stability Region for Wind Farms With Reduced-Order Impedance Model and Two-Layer Optimization
Peng Wang · Tiancheng Liu · Haoran Zhao · Yuexin Ma 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年5月
风电场中多次发生宽带振荡事件，因此迫切需要进行小信号稳定性评估。风速和输出功率随时间变化，这导致风力发电机组（WTG）的阻抗特性和稳定性表现也随之改变。为实现准确高效的稳定性评估，本文提出一种基于分段仿射阻抗模型的稳定区域在线构建方法。首先，离线构建 WTG 的分段仿射阻抗，将其表示为运行点的函数。在在线应用过程中，利用易于测量的运行点信息快速识别阻抗。这样，阻抗计算效率显著提高，并且可以构建参数未知的 WTG 的阻抗。为了用数据驱动方法处理电网侧问题，引入基于动态模态分解的分段仿射方法来识别电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的风电场小信号稳定域在线构建方法具有显著的技术迁移价值。虽然研究聚焦风电场，但其核心技术路径——基于分段仿射阻抗模型的稳定性评估方法——与我司光伏逆变器和储能系统面临的宽频振荡问题高度相关。 该技术的核心价值在于解决了新能源并网设备因运行工况时变导致的阻抗特性动...
理解翻转场效应晶体管
Flip FET, FFET）中的静电耦合及其应对策略
Jiacheng Sun · Haoran Lu · Yu Liu · Wanyue Peng 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
翻转场效应晶体管（FFET）是一种新型自对准双面堆叠晶体管结构，但其垂直堆叠特性导致前后器件间存在静电耦合。本文通过TCAD仿真从器件和电路层面系统研究了该耦合效应。结果显示，阈值电压偏移可达135 mV，亚阈值摆幅退化达235 mV/dec，反相器延迟变化高达4.41%，严重影响电路性能。为此，提出一种中间介质隔离（MDI）技术，可有效屏蔽跨侧电场，显著抑制耦合效应。结合Pi栅、Ω栅和全环绕栅等栅结构优化，阈值电压偏移可低至0.12 mV，为FFET的实用化奠定基础。
解读: 该FFET静电耦合抑制技术对阳光电源功率器件设计具有重要借鉴价值。文中提出的中间介质隔离（MDI）技术与多物理场耦合抑制策略，可直接应用于SiC/GaN功率模块的三维集成封装设计，有效解决ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中功率器件垂直堆叠时的寄生耦合问题。通过优化栅极结构和介质隔离层设计，可将...
一种基于喷射器和吸收式制冷的燃煤发电机组耦合新型多能联供液化空气储能系统的能、㶲及经济性分析
Energy, exergy and economic analysis of a novel multi-generation liquefied air energy storage system coupled with coal-fired power unit based on ejector and absorption refrigeration
Xingping Shi · Qing He · Ke Wang · Haoran Chen 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326
摘要 燃煤发电机组耦合液化空气储能系统（CFP-LAES）可增强机组的调峰能力，有助于电网的供需平衡。为了最大化CFP-LAES系统的能量利用效率并拓展其应用场景，本文提出了一种可同时供应电能、热能和冷能的新型CFP-LAES系统。通过引入喷射器提高了CFP-LAES系统的输出功率，并利用吸收式制冷实现制冷功能。建立了多能联供CFP-LAES系统的热力学模型，并对其开展了能量、㶲及经济性分析。同时，研究了不同空气液化技术对系统性能的影响。结果表明，从系统效率和灵活运行的角度来看，方案Ⅵ性能最优，...
解读: 该液化空气储能(LAES)与火电机组耦合技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。其多能互补思路(电-热-冷三联供)可启发我们在大型储能项目中集成吸收式制冷与余热利用,提升能量密度达238.64 kWh/m³。喷射器增效方案与我司三电平拓扑技术协同,可优化调峰性能。...
特刊主编寄语：电力电子在未来可再生能源和Power-to-X系统中的作用
Guest Editorial: Special Issue on Power Electronics Role in Future Renewables and Power-to-X Systems
Ahmed Abdelhakim · Dmitri Vinnikov · Jon Are Suul · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
2015巴黎协定和2023年IPCC气候变化报告将主要能源消费部门的脱碳列为首要任务，对当今能源系统提出了长期可持续能源生产和存储的重大挑战。氢能和Power-to-X（P2X）方案是最具前景的应对策略之一，可大量利用可再生能源并开辟绿色能源存储和运输的新途径。P2X是将电力转换为碳中和合成燃料（如氢气、合成天然气或化学品）的转换技术集合术语。电力电子在提升此类系统性能和降低最终产品成本方面发挥关键作用，需整合不同系统如各类可再生能源供电电解槽集群制氢并可能连接电网提供电网支持。
解读: 该P2X特刊主题与阳光电源氢能战略高度契合。阳光电源在电解槽变流器、氢能源管理系统和可再生能源制氢一体化解决方案方面具有技术积累。特刊涵盖的电力电子变换器及调制、直流和交流微电网控制、变换器分析建模、测量与保护四大主题与阳光ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和微电网解决方案的技术路线一致。文中提...