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铁电极化与缺陷工程在半导体异质结构中的相互作用及其光伏突触功能
Interplay of ferroelectric polarization and defect engineering in semiconductor heterostructures for photovoltaic synaptic functionality
Jiake Zhi · Jiarong Zhao · Dingwen Cao · Shasha Li 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本研究探讨了半导体异质结构中铁电极化与缺陷工程之间的协同作用,以实现光伏型突触功能。通过调控铁电材料的自发极化与界面缺陷态分布,显著增强了光生载流子的分离效率与记忆特性,模拟了生物突触的基本行为,如短/长时程可塑性与脉冲时序依赖可塑性。该工作为构建兼具能量转换与信息处理能力的自供能神经形态器件提供了新思路。
解读: 该铁电光伏突触技术为阳光电源智能化产品提供前瞻性启发。铁电极化调控载流子分离的机制可借鉴于SG系列逆变器的MPPT算法优化,通过界面工程提升光伏组件的光电转换效率。更重要的是,其自供能神经形态特性为iSolarCloud云平台的边缘智能诊断提供新思路:可在ST储能系统中集成具备自学习能力的故障预测模...
具有阳极自对准台面终端的金刚石垂直肖特基势垒二极管实现超过450 V的击穿电压
Over 450 V breakdown voltage in diamond vertical Schottky barrier diodes with anodic self-aligned mesa termination
Xixiang Zhao · Shumiao Zhang · Guoqing Shao · Qi Li 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种采用阳极氧化自对准台面终端结构的金刚石垂直肖特基势垒二极管,实现了超过450 V的高击穿电压。该终端结构通过电化学阳极氧化工艺形成,有效钝化台面侧壁并抑制表面电场集中,显著提升器件的耐压能力。器件采用n型衬底上的金刚石外延层制备,具备低泄漏电流和良好整流特性。该方法无需高精度光刻,工艺简单且与金刚石材料兼容性好,为高性能金刚石功率器件的规模化制备提供了可行路径。
解读: 该金刚石肖特基二极管技术对阳光电源的功率器件升级具有重要参考价值。450V以上的高击穿电压特性可应用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的功率模块设计,尤其适合1500V高压系统。阳极自对准台面终端工艺的低成本优势与阳光电源追求的规模化生产理念契合。该技术启发我们在SiC/GaN功率器件的终端结...
SiC MOSFET多芯片并联功率模块热网络模型的快速修正方法
Fast Correction Method for Thermal Network Models of Multi-Chip Parallel Power Modules
Qian Luo · Yi Li · Bin Zhao · Peng Sun 等7人 · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18
本文提出了一种考虑热扩散与热耦合效应的SiC MOSFET多芯片并联热网络模型快速修正方法。该方法能够高效准确地评估功率模块内并联芯片的结温,显著提升热网络模型的预测精度,为功率模块的热设计与散热性能优化提供有力指导。
解读: 该SiC MOSFET多芯片并联热网络快速修正方法对阳光电源功率模块设计具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中,多芯片并联SiC模块广泛应用于提升功率密度,但热耦合效应导致的芯片温度不均衡直接影响系统可靠性。该方法可精准预测各芯片结温分布,优化PowerTitan大型储能系统的散热...
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...
更正:综合分析与优化集成太阳能热能及储热的冷热电联产系统
Comprehensive analysis and optimization of combined cooling heating and power system integrated with solar thermal energy and thermal energy storage)[Energy Conv. Manag. 275 (2022) 116464]
Lanhua Liu · Ruilin Wang · Yuhao Wang · Wenjia Li 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
作者对原文致谢部分出现的错误表示歉意。致谢部分中提到的第一个国家自然科学基金委员会(NSFC)资助项目的编号应为“52106014”,而非“5210060338”。作者对由此造成的任何不便深表歉意。
解读: 该CCHP系统与太阳能热能及储能集成研究虽为勘误说明,但原文涉及的冷热电联供与储能优化技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。多能互补系统的能量管理策略可启发我们优化储能系统在工商业场景的冷热电协同控制算法,提升iSolarCloud平台对综合能源系统的智能调度能...
基于频率预测的拓扑形变控制策略在宽输入电压DR-LLC变换器中的应用
Morphing control strategy of wide input voltage DR-LLC converter for vehicle power supply
Litong Zheng · Yuhan Guo · Xin Zhao · Rui Wang 等7人 · IET Power Electronics · 2024年12月 · Vol.18
本文提出一种基于频率预测的双谐振腔LLC变换器拓扑形变控制策略。该方法通过预测工作频率变化,动态调整电路拓扑结构,有效应对宽范围输入电压带来的挑战,提升系统在复杂工况下的运行稳定性与可靠性,适用于车载电源等对功率密度和适应性要求较高的应用场景。
解读: 该拓扑形变控制策略对阳光电源的车载OBC和储能变流器产品线具有重要参考价值。通过频率预测实现动态拓扑调整的方法,可有效提升ST系列储能变流器在宽压工况下的转换效率,并可应用于车载充电机的高密度设计。该技术与公司现有的SiC功率器件相结合,能够进一步优化PowerTitan储能系统的功率密度和可靠性。...
一种具有等容与等温过程的新型耦合动力循环在内燃机中的性能优化与对比研究
Performance optimization and comparative study on a novel coupled power cycle featuring isochoric and isothermal processes in internal combustion engine
Ruizhao Gao · Kunteng Huang · Hongrui Li · Ruikai Zhao 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
开发具有更高热效率的热力循环是应对内燃机节能、环保和减排挑战的关键途径。然而,现有的内燃机优化循环仍受限于奥托循环、柴油循环和布雷顿循环等经典热力循环的基本局限性,导致循环性能提升遭遇瓶颈。得益于基于先进柔性材料的张力活塞技术,内燃机中的等温过程得以灵活实现。本文提出了一种新型循环——具有等容与等温过程的耦合动力循环,以提高平均吸热温度。基于热力学基本定律建立了热力学模型,并推导了理想气体的理想热效率方程。结果表明,热效率和可持续性指数均与压气机及活塞燃烧室的压力比呈正相关关系。相比之下,随着压...
解读: 该耦合动力循环技术通过等容-等温过程优化,热效率提升30%以上,为阳光电源储能系统热管理提供创新思路。ST系列PCS及PowerTitan在大功率运行时面临散热挑战,可借鉴其等温过程控制策略优化功率器件温度管理。该技术对压缩比的多目标优化方法,可应用于储能系统功率密度与效率的协同设计。结合SiC器件...
用于空间探索的替代能源:⁵⁵Fe X射线伏特电池
Alternative power sources for space exploration: 55Fe X-ray-voltaic batteries
Yingying Zhao · Haibin Li · Jiwei Ren · Yinke Liu 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380
摘要 空间探索任务的持续时间和执行能力主要取决于电源的性能。近年来,X射线伏特电池因其超长寿命、极高的能量密度以及高理论效率,成为极端环境下最具前景的电源之一。因此,有必要对转换单元的结构设计和半导体材料的选择进行系统性研究,以充分揭示X射线伏特技术的潜力。本研究展示了基于⁵⁵Fe的X射线伏特电池在实现高能量转换效率及其作为空间探索替代清洁能源应用方面的可行性。通过全面研究转换单元结构参数及不同半导体本征特性对X射线伏特电池能量转换效率的影响,发现采用最优结构的GaAs基⁵⁵Fe X射线伏特电池...
解读: 该X-ray伏特电池技术展示了极端环境下的能量转换新思路,其14.14%转化效率和超长寿命特性对阳光电源储能系统具有启发意义。虽然空间探索应用场景与地面储能差异显著,但其半导体材料优化、能量转换单元结构设计方法可借鉴于ST系列PCS的功率器件研发。特别是GaAs等宽禁带半导体的应用经验,可为阳光电源...
利用转移的LPCVD生长h-BN缓解AlGaN/GaN HEMT中的自加热效应
Mitigation of self-heating in AlGaN/GaN HEMTs using transferred LPCVD-grown h-BN
Cheng Chang · Kad Dokwan Kook · Chenyang Lin · Xiang Zhang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种通过转移低压化学气相沉积(LPCVD)生长的六方氮化硼(h-BN)来有效缓解AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)中自加热效应的方法。将高质量h-BN薄膜集成于器件沟道附近,显著提升了横向热导率,改善了热量耗散。实验结果显示,器件的结温明显降低,连续工作下的温度上升减少了约40%,同时保持了良好的电学性能。该策略为提升第三代半导体器件的热管理能力提供了可行路径。
解读: 该研究提出的h-BN散热方案对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。通过LPCVD生长h-BN提升横向热导率的方法,可显著改善SG系列高频光伏逆变器和ST系列储能变流器中GaN器件的散热性能,有助于提高功率密度。结温降低40%的效果对车载OBC等对功率密度要求高的产品尤为重要。这一散热创新为...
基于源/漏隧道结接触实现漏极电流超过110 mA/mm的增强型GaN/AlGaN p沟道场效应晶体管
Enhancement-mode GaN/AlGaN p-channel field effect transistors with _I_ D **>** 110 mA/mm achieved through source/drain tunnel junction contacts
Zhaofeng Wang · Zhihong Liu · Xiaojin Chen · Xing Chen 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种采用源极/漏极隧道结接触技术实现高性能增强型GaN/AlGaN p沟道场效应晶体管的研究。通过优化Mg掺杂p型层结构与低温外延生长工艺,显著提升了空穴浓度与迁移率,实现了低电阻欧姆接触。器件在常温下表现出增强型工作特性,最大漏极电流密度超过110 mA/mm,跨导达15 mS/mm,亚阈值摆幅为120 mV/dec。该结果为宽禁带半导体p沟道器件的性能突破提供了有效路径。
解读: 该p沟道GaN器件技术对阳光电源功率电子产品具有重要应用价值。110 mA/mm的电流密度和增强型特性可应用于:1)ST储能变流器和PowerTitan系统的双向功率变换模块,p沟道与n沟道GaN器件互补配对可实现更高效的三电平拓扑和双向DC-DC变换;2)车载OBC和电机驱动系统,p沟道器件可简化...
同步发电机与基于逆变器资源联合发电系统的多摆暂态稳定性
Multi-Swing Transient Stability of Synchronous Generators and IBR Combined Generation Systems
Songhao Yang · Bingfang Li · Zhiguo Hao · Yiwen Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年9月
传统观点认为,故障期间加速能量的积累会导致同步发电机(SGs)典型的首摆功角失稳。本文提出新见解:电网跟随型逆变器资源(GFL-IBRs)在低电压穿越及恢复控制过程中产生的减速能量累积,亦可能引发SGs的暂态功角失稳。该减速摆动阶段积聚的暂态能量将在后续摆动中转化为加速能量,导致多摆失稳现象。理论分析与仿真结果均验证了该机理。
解读: 该研究揭示的GFL-IBR低电压穿越引发的多摆失稳机理,对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的LVRT控制策略优化具有重要指导意义。建议在现有GFL控制基础上:1)优化电压恢复过程中的功率输出曲线,避免过快恢复导致的减速能量累积; 2)在SG3125HV等大功率机型中引入虚拟惯量控制,提...
级联纳秒上升时间高压正极性方波电源拓扑设计与验证
Design and verification of a cascaded nanosecond rise time high-voltage positive-polarity square wave power supply topology
Hao Yan · Xuebao Li · Yan Pan · Rui Jin 等5人 · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18
本文提出一种级联型纳秒上升时间高压正极性方波电源拓扑,以满足碳化硅器件在高压方波条件下的绝缘评估需求。该拓扑可灵活调节频率、上升时间和占空比等参数,并在单个或多个开关故障情况下仍保持功能完整性。实验样机实现4 kV输出电压,重复频率0–5 kHz,占空比0–100%,上升时间80–300 ns,验证了所提拓扑的可行性与可靠性。
解读: 该纳秒级高压方波电源技术对阳光电源SiC功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中,SiC器件工作在高压高频环境下,其绝缘可靠性直接影响系统寿命。该拓扑提供的4kV/80-300ns上升时间方波测试能力,可用于阳光电源功率模块设计阶段的绝缘评估和加速老化试验。级联容错设计理...
一种改进JFET区描述的SiC功率MOSFET模型
A SiC Power MOSFET Model With an Improved Description of the JFET Region
Xiangzhen Li · Manhong Zhang · Yumeng Cai · Xiaoguang Wei 等7人 · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18
提出了一种针对JFET区中栅极电压VG控制的耗尽层的新物理模型。详细讨论了扩散电流的影响、采用漂移近似的结果,以及JFET区电场相关电子迁移率的新型双段模型性能。建立了偏置相关电流路径与JFET区未耗尽部分电阻分量之间的直接联系,并提出了精确的漏源电容Cds、栅源电容Cgs和栅漏电容Cgd的表达式,且进行了验证。
解读: 该SiC MOSFET精确建模技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。改进的JFET区物理模型和寄生电容精确表达式可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC器件选型与电路仿真优化。通过准确描述栅压控制下的耗尽层特性和电场相关迁移率,可提升三电平拓扑中SiC器件的开关损耗预测精度,优化...
SiC MOSFET:800V电动汽车空调压缩机的必然趋势
SiC MOSFETs: The Inevitable Trend for 800V Electric Vehicle Air Conditioning Compressors
He Xu · Lianjie Wang · Chushan Li · Wuhua Li 等6人 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年9月
与传统燃油汽车不同,电动汽车的空调系统不仅要承担车厢的热管理,还要负责电池系统的热管理,甚至包括电机控制的热管理。对制冷和制热功率的高要求导致电动汽车的续航里程大幅减少。作为空调系统的核心,电动压缩机在电动汽车的热管理中起着至关重要的作用。本文表明,与硅绝缘栅双极型晶体管(Si IGBT)相比,碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)更适用于 800V 电动汽车的电动压缩机。本文从系统能效、压缩机运行边界、噪声、振动与声振粗糙度(NVH)性能以及系统小型化趋势等方面...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,本论文关于SiC MOSFET在800V电动汽车空调压缩机中的应用研究,为我们在新能源电力电子领域的技术演进提供了重要参考价值。 首先,论文系统论证了SiC MOSFET相比传统Si IGBT在高压应用中的优势,这与阳光电源在光伏逆变器和储能变流器领域的技术路线高度契合。...
一种考虑故障穿越能力及交流微网稳定支持的并网储能灵活双模式切换策略
A Flexible Dual-Mode Switching Strategy for Grid-Connected Energy Storage Considering Fault Ride Through Capability and Support for AC Microgrid Stability
Li Wang · Ningting Zhou · Yi Shu · Xiangjun Zeng 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月
摘要:可再生能源,特别是光伏发电大规模接入电网,逐渐削弱了电网强度。针对这一挑战,本文提出了一种具有电网跟随(GFL)/电网形成(GFM)控制结构的光伏储能系统新型切换控制方法。利用积分器和状态跟随法,实现了这两种控制模式之间的平滑切换控制策略,确保了系统在不同电网强度下的稳定运行。通过采用库拉托莫模型和盆地稳定性方法,划定了GFM控制下微电网的参数稳定域,并基于短路比确定了切换边界。此外,考虑到电网故障时光伏储能系统稳定运行的要求,提出了一种具有负序电流抑制策略的故障穿越控制方法,该方法能有效...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项双模式切换控制技术对我们的光储一体化系统具有重要战略价值。该技术通过GFL(跟网型)/GFM(构网型)的灵活切换,直接解决了当前高比例新能源接入导致电网强度减弱的核心痛点,这与我们在全球市场推广的1+X模块化逆变器和液冷储能系统的应用场景高度契合。 技术层面上,该方案...
考虑隐变量相互辅助的电力系统高斯混合模型不确定性建模
Gaussian Mixture Model Uncertainty Modeling for Power Systems Considering Mutual Assistance of Latent Variables
Xiao Yang · Yuanzheng Li · Yong Zhao · Yang Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年1月
高斯混合模型(GMM)与狄利克雷过程混合模型(DPMM)常用于刻画电力系统中的不确定性,通常采用期望最大化(EM)算法求解。然而,在处理大规模不确定变量数据时,传统方法难以在较低时间消耗下准确获取模型参数。为此,本文提出一种考虑隐变量相互辅助的GMM不确定性建模方法。首先构建不确定变量的GMM,利用条件概率描述隐变量间的相互辅助关系;进而改进EM算法,在E步和M步中引入条件概率,并重新推导GMM参数的闭式解。基于澳大利亚实际风电与负荷数据的实验结果表明,所提方法在建模效率与精度方面均优于传统GM...
解读: 该研究提出的GMM不确定性建模方法对阳光电源储能和风电产品具有重要应用价值。该方法可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的功率预测与调度优化,提升系统对风电、负荷等不确定性的建模精度。特别是在大规模储能电站中,该方法可提高计算效率,为iSolarCloud平台提供更准确的发电/用电预测...
考虑转子侧电流限制的构网型双馈异步发电机暂态建模与故障后稳定性分析
Transient Modeling and Postfault Stability Analysis of GFM-DFIG Considering Rotor-Side Current Limitation
Ling Zhan · Bin Hu · Han Li · Zhijian Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文建立了包含电压控制器动态特性的限流型电网形成模式双馈感应发电机(GFM - DFIG)暂态模型。基于正常运行和电流限制之间的切换逻辑,揭示了饱和电流角度对系统暂态性能的影响。理论分析和实验结果表明,故障清除后,GFM - DFIG呈现出三种不同的暂态行为,包括电流限制解除、高频振荡以及保持饱和锁定,这些行为为限流参数的选择提供了指导。
解读: 从阳光电源新能源业务布局来看,这项关于构网型双馈风电机组(GFM-DFIG)暂态建模与故障后稳定性分析的研究具有重要的技术参考价值。尽管研究对象聚焦风电领域,但其核心技术原理与我司在构网型逆变器(GFM)技术路线上的发展方向高度契合。 该论文揭示的电流限幅条件下电压控制器动态特性,对我司储能系统和...
双有源桥变换器中基于先进虚拟电阻补偿的瞬态直流偏置抑制
Advanced Virtual Resistance Compensation for Transient DC Bias Suppression in Dual Active Bridge Converters
Mingxue Li · Dongsheng Yu · Samson Shenglong Yu · Xinyu Mei 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
在双有源桥DAB DC/DC变换器中,系统参数变化会在电感电流中产生瞬态直流偏置,导致有效值增加、磁芯饱和和潜在不稳定运行。为缓解该问题,提出基于先进虚拟电阻补偿VRC的瞬态直流抑制方法。开发小信号解析模型以表征所提基于VRC的方法。然后将补偿环路集成到控制框架中以增强DAB瞬态性能,通过动态调节相移来模拟真实电阻补偿的瞬态行为。实验结果验证所提方法有效抑制电感电流中的瞬态直流偏置,而不引入额外功率损耗或损害功率传输能力。
解读: 该DAB瞬态直流偏置抑制研究对阳光电源隔离DC-DC变换器优化有重要参考价值。虚拟电阻补偿VRC方法不引入额外功率损耗同时有效抑制直流偏置的技术特点与阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高效率要求一致。小信号解析模型和补偿环路集成的控制框架可应用于阳光PowerTitan储能系统的双向隔离D...
一种实现氮化镓单级车载充电机全范围零电压开关的多目标优化调制策略
A Multi-Objective Optimization Modulation Strategy for Achieving Full-Range ZVS in GaN-Based Single-Stage On-Board Charger
Wenhui Li · Yuxuan Li · Jiancheng Zhao · Junzhong Xu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
为提升电动汽车充电系统的功率密度与效率,Boost型集成双有源桥(BI-DAB)变换器备受关注。然而,传统调制策略的零电压开关(ZVS)范围有限且优化灵活性不足,影响效率并制约其应用。本文提出一种软硬件结合的多目标优化调制策略,通过建立完整的ZVS模型并考虑励磁电感的影响,结合励磁电感优化设计与移相调控,实现全范围ZVS运行。该策略还支持无缝模式切换,有效实现功率因数校正与准最优电流应力。实验研制了2 kW/150 kHz的GaN基BI-DAB样机,峰值效率达96.6%,总谐波畸变率为1.5%。
解读: 该GaN基BI-DAB全范围ZVS调制策略对阳光电源车载充电机产品线具有重要应用价值。通过软硬件协同的多目标优化,实现全工况ZVS运行,峰值效率96.6%、THD仅1.5%,可直接应用于阳光电源OBC产品的功率密度提升与效率优化。其励磁电感优化设计与移相调控相结合的方法,为ST储能变流器的双向DC-...
基于储能振荡的大功率变压器剩磁消除方法
Residual Magnetism Elimination Method for Large Power Transformers Based on Energy Storage Oscillation
Xiaozhen Zhao · Haodong Wu · Dingqian Yang · Junyi Wei 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年7月
电力变压器是保障电网稳定与可靠运行的关键设备。由于铁芯材料的磁滞效应,变压器断电后可能残留剩磁,导致重合闸时产生励磁涌流,威胁变压器安全及电网稳定性。为此,亟需一种通用、可靠且快速的剩磁消除方法。本文提出一种基于储能振荡的大型电力变压器剩磁消除技术,并通过仿真与实验对比多种去磁方法,验证了该方法的有效性与快速性。结果表明,该方法在实际应用中兼具高效性与实用性。
解读: 该储能振荡消磁技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统及ST系列储能变流器具有重要应用价值。储能系统中的隔离变压器和升压变压器在频繁启停时同样面临剩磁导致的励磁涌流问题,威胁PCS功率器件安全。该方法可集成至储能变流器的启动控制策略中,利用现有储能单元作为能量源,通过振荡电路快速消除变压器剩磁...
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