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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...
高轻载效率双级双向800V-14V变换器设计
Design of High light-load efficiency Two stage Bidirectional 800V-14V Converter
Jinfeng Zhang · Xufu Ren · Zhenshuai Rong · Junwen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
本文提出一种适用于电动汽车（EV）应用的 800 至 14 V 双向 DC - DC 转换器架构。该架构通过采用低压电力电子器件和一种新型集成磁路设计，有助于在轻载时实现高效率并减小体积。该原型在 10%负载下的效率达到 93.5%，峰值效率为 95%，功率密度为 9.18 kW/L。
解读: 该双向800V-14V变换器技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。双级LLC+Buck/Boost架构可应用于车载OBC充电机的辅助电源模块，实现动力电池与12V/14V车载低压系统的高效能量双向传输。其轻载高效特性契合车辆待机、怠速等工况需求，可显著降低静态功耗。谐振变换器的软开关技术与...
具有II型能带对齐NiO/AlGaN异质结的p-NiO栅极HEMT中栅极导电机制的研究
Investigation of gate conduction mechanisms in p-NiO gate HEMTs with a type-II band aligned NiO/AlGaN heterojunction
Huaize Liu · Yanghu Peng · Hui Guo · Na Sun 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文研究了基于II型能带对齐NiO/AlGaN异质结的p型NiO栅极高电子迁移率晶体管（HEMT）中的栅极导电机制。通过分析器件的电学特性与能带结构，揭示了在反向偏压下栅极漏电流的主要输运机制，包括隧穿效应与热发射过程的贡献。研究发现，良好的能带匹配显著抑制了栅极漏电流，提升了器件的栅控能力与击穿特性。该工作为高性能p沟道栅HEMT的设计与优化提供了理论依据与技术支撑。
解读: 该研究对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。p-NiO栅极HEMT的栅极漏电流抑制技术可应用于SG系列高频光伏逆变器和ST系列储能变流器的功率级设计,有助于提升器件开关频率和效率。II型能带对齐的异质结设计思路可优化公司三电平拓扑中GaN器件的性能,特别是在大功率密度场景下的可靠性。这对开...
高压射频应力下GaN HEMT中阻抗依赖性退化：电热与陷阱机制
Impedance-dependent degradation in GaN HEMTs under high-voltage RF stress: Electro-thermal and trap mechanisms
Linling Xu · Hui Guo · Nanjing Electronic Devices Institute · Jiaofen Yang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
研究了在高压射频应力下，不同负载阻抗条件下GaN高电子迁移率晶体管的退化行为。实验发现器件退化程度显著依赖于负载阻抗，低阻抗时退化更严重。结合电学与热学分析，表明高阻抗下自热效应更强，但低阻抗时更大的漏极电流导致焦耳热集中和电场加速，加剧了缺陷生成与载流子俘获。通过瞬态电流与脉冲I-V测试，识别出浅能级陷阱的激活是退化主因，并揭示了电热耦合与陷阱响应的协同作用机制。
解读: 该GaN HEMT阻抗依赖性退化机制研究对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究揭示的低阻抗下电流集中导致焦耳热与电场协同加速陷阱生成机制，可直接指导ST储能变流器和SG光伏逆变器中GaN器件的阻抗匹配设计。通过优化负载阻抗避开高退化区域，可提升PowerTitan储能系统和充电桩中GaN功率模块的...
利用具有显著介电极化的高介电常数BaTiO3提升常关型AlGaN/GaN MOS-HEMT性能
Enhanced performance of normally-off AlGaN/GaN MOS-HEMTs taking advantage of extreme-k BaTiO3 with prominent dielectric polarization
Lin Hao · Ke Xu · Hui Guo · Pengfei Shao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种通过引入高介电常数（extreme-k）且具有显著介电极化的钛酸钡（BaTiO3）绝缘层来显著提升常关型AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管（MOS-HEMT）性能的新方法。BaTiO3的强极化效应有效增强了栅控能力，提高了器件的阈值电压稳定性和开关比。实验结果表明，该器件展现出优异的常关特性、低亚阈值摆幅和高跨导，同时漏电流抑制能力显著改善。该策略为实现高性能、高可靠性GaN基功率电子器件提供了新的技术路径。
解读: 该BaTiO3栅极工艺创新对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要价值。通过提升GaN器件的阈值电压稳定性和开关特性,可显著优化SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频开关性能,提高系统功率密度。特别是在1500V高压系统中,改进的漏电流抑制能力有助于提升产品可靠性。这种高介电常数栅极技术也可用于...
真空断路器重燃过电压对海上风电场并联电抗器绝缘累积效应的研究
Cumulative Effect of Reignition Overvoltage Caused by Vacuum Circuit Breaker on Shunt Reactor Insulation in Offshore Wind Farm
Zhi Zheng · Yunzheng Chen · Xiao Zhong · Qingchuan Fan 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年2月
在海上风电场中，真空断路器频繁开断并联电抗器时会产生显著的重燃过电压累积效应。基于电磁暂态程序建立了包含分布参数电抗器模型和考虑电弧重燃的断路器模型，结合波导理论分析了绕组上的电压分布，并探讨了重燃次数对电压振荡的影响。基于绝缘击穿U-N曲线提出了过电压累积效应强度的评估方法，结果表明绝缘薄弱点通常位于绕组中部。对比了三种过电压抑制措施对累积效应的削弱效果，并提出了设备选型建议以防范过电压及其累积危害。
解读: 该研究对阳光电源海上风电储能系统和PowerTitan大型储能系统具有重要参考价值。在海上风电场储能配置中，真空断路器频繁开断并联电抗器产生的重燃过电压累积效应会威胁设备绝缘安全。研究提出的基于U-N曲线的累积效应评估方法和过电压抑制措施，可直接应用于ST系列储能变流器的电网接口设计，优化断路器选型...
用于高温碳化硅功率器件的薄膜封装解决方案
Thin-Film Encapsulation Solution for High-Temperature SiC Power Devices
Rong Zhang · Zexin Liu · Kangyong Li · Li Fang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
像碳化硅（SiC）这样的宽带隙半导体能够在250°C以上的温度下工作。然而，目前的封装材料无法在175°C以上的温度下工作，这使得碳化硅器件的高温（≥250°C）封装仍然是一项挑战。本文介绍了一种创新的碳化硅功率器件高温封装方案，该方案采用了多层聚对二甲苯HT/Al₂O₃复合薄膜（MPACF）。通过采用交叉堆叠的有机聚对二甲苯HT和无机Al₂O₃多层结构，阻断了外部水分和氧气在高温下到达碳化硅芯片的路径，降低了水分/氧气接触的风险，并避免了与传统有机封装材料相关的热氧化过程。在用硅烷偶联剂进一步...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC功率器件高温薄膜封装技术具有重要的战略价值。当前我们的光伏逆变器和储能变流器产品大量采用SiC功率器件以提升效率和功率密度，但传统封装材料175°C的温度限制严重制约了SiC器件在250°C以上高温环境的性能发挥，这在高功率密度设计和极端气候条件下尤为突出。 该...
基于电力电子辅助有载分接开关的Sen变压器暂态建模与换流逻辑分析
Transient modeling and switching logic analysis of a power-electronic-assisted OLTC based Sen transformer
Wei Li · Song Han · Xi Guo · Shufan Xi 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
本文提出了一种基于电力电子辅助有载分接开关（POLTC）的Sen变压器（POST）的暂态模型及其换流逻辑分析方法。首先，建立了一种考虑晶闸管反向恢复过程（RRP）的晶闸管开关模型。进一步地，通过将所提出的考虑RRP的晶闸管开关模型与考虑多绕组耦合（MWC）效应的Sen变压器（ST）暂态模型相结合，构建了POST的完整暂态模型。其次，根据POLTC的拓扑结构建立了基本换流逻辑。第三，利用所提出的暂态模型对POLTC的换相重叠角（COA）和短路电流（SCC）进行了评估。最后，通过分析不同功率因数条件...
解读: 该POLTC晶闸管换流技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。文中提出的晶闸管反向恢复过程建模方法可优化我司PCS功率器件开关策略,换相重叠角分析有助于降低储能系统并网切换时的短路电流冲击。最优开关角选择方法可应用于GFM/GFL控制模式切换,提升不同功率因数下的...