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呼吸型笼目晶格Nb3TeX7
X = I, Cl）单层中显著的体光伏效应
Zonglun Li · Spallation Neutron Source Science Center · Xudong Shen · Dexiang Gao · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文研究了具有呼吸型笼目晶格结构的Nb3TeX7（X = I, Cl）单层材料中的体光伏效应。基于第一性原理计算，发现该体系在可见光至近红外区域表现出显著的本征光电流响应，源于非中心对称结构诱导的动量空间贝里曲率偶极矩。其饱和光电流密度可达数百μA/cm，远高于传统二维铁电材料。此外，通过外加应变可进一步调控光电性能，展现出优异的可调性。研究表明，此类材料在无偏压、高效率光探测与能量转换器件中具有重要应用前景。
解读: 该呼吸型笼目晶格材料的体光伏效应研究为阳光电源光伏技术提供前沿材料方向。其无偏压光电流响应特性（数百μA/cm²）可启发SG系列逆变器的低光照启动技术优化，降低MPPT算法的最低工作电压阈值。可见光至近红外宽谱响应特性对提升光伏组件的光谱利用效率具有参考价值，特别是在弱光和散射光条件下的发电性能。应...
基于99%能量利用效率的钠离子电池部分功率处理变换器设计
Partial Power Processing Converter Design With 99% Energy Utilization Efficiency for Sodium-Ion Batteries
Pingchuan Li · Hao Tian · Feng Gao · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年5月
钠离子电池宽输出电压范围（如1.5–3.95 V）给变换器效率设计带来挑战。本文提出采用基于双有源桥（DAB）的部分功率处理（PPP）变换器，从充放电全周期角度优化关键参数以提升效率。研究表明，系统能量利用效率与变压器匝比及升压阈值电压密切相关，通过对此二者的优化可显著提高效率。该方法有效将钠离子电池的输出电压范围压缩至接近锂离子电池水平，且不引入显著功率损耗。经参数优化，系统能量利用效率最高达99.03%。
解读: 该钠离子电池部分功率处理技术对阳光电源储能产品线具有重要应用价值。针对钠离子电池宽电压范围（1.5-3.95V）特性，基于DAB的PPP变换器架构可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的电池接口设计。通过变压器匝比和升压阈值优化，将钠离子电池输出电压范围压缩至接近锂离子电池水平，可...
基于链轨的斜坡重力储能系统关键参数设计以实现最优效率
Key Parameters Design of Chain-Rail Based Slope Gravity Energy Storage System for Optimal Efficiency
Zufan Wang · Xun Yu · Linlin Dong · Tian Gao 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月
基于链轨的斜坡重力储能系统（SGESS）凭借高效可靠的运行性能，在山区和丘陵地区具有显著优势。然而，设计SGESS需要平衡多个结构和运行参数。鉴于电气和机械部件相互依存的约束关系，选择关键参数并对其进行优化以实现系统综合效率最大化，仍是工业应用中的一大挑战。为解决这一问题，本研究建立了电气和机械部件的依存约束关系，并选定了SGESS的关键参数。然后，针对基于链轨的SGESS各组件建立了完整的损耗分析数学模型，研究了关键参数对系统综合效率的影响。以系统效率为目标函数，提出了一种基于非线性规划的关键...
解读: 该斜坡重力储能系统研究对阳光电源储能产品线具有重要参考价值。其关键参数优化方法可借鉴至PowerTitan储能系统的能量管理策略：1）动力学建模与效率分析思路可应用于ST系列储能变流器的往返效率优化，特别是充放电曲线设计；2）多目标优化算法可用于iSolarCloud平台的储能系统参数自适应调优，针...
基于阵列换能器的水下抗失调超声功率传输系统
An Underwater Anti-Misalignment UPT System Based on Array Transducers
Sumin Han · Jingli Gao · Shangcong Tian · Jiaoxin Jia · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
提出基于阵列换能器的水下超声功率传输UPT系统以改善失调容限。阵列换能器通过多单元协同工作扩大有效传输区域，提高水下移动设备充电鲁棒性。实验验证该系统在水下环境和失调条件下的优越性能，显著提升传输稳定性和效率。
解读: 该水下超声功率传输研究对阳光电源特种应用场景有前瞻价值。虽然超声传输与阳光主营业务差异较大，但抗失调阵列技术思路可借鉴用于阳光水下AUV无线充电方案设计。该研究对阳光拓展海洋新能源应用有启发意义。...
基于RRAM的单器件实现向量乘法与多比特存储的超高面积效率方案
RRAM-Based Single Device for Vector Multiplication and Multibit Storage With Ultrahigh Area Efficiency
Yang Shen · Zhoujie Pan · Mengge Jin · Jintian Gao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
针对冯·诺依曼架构在速度与功耗方面的瓶颈，存内计算成为一种有前景的解决方案。该技术通常依赖由阻变存储器（RRAM）构成的存储单元阵列，利用其多阻态特性可提升数据存储密度。然而，RRAM普遍存在可靠性不足及长程循环特性难以优化的问题。本文提出一种新型三维RRAM器件，兼具2比特向量乘法与多比特存储功能。通过分析与SPICE仿真验证了其可行性，该器件无需写入验证过程，显著提升了面积效率、存储密度与运算速度。相较于传统用于向量乘法的CMOS电路，所需器件数量减少93.75%，为未来存内计算提供了新路径...
解读: 该RRAM存内计算技术对阳光电源储能系统的智能控制器具有重要应用价值。PowerTitan等大型储能系统需处理海量电池管理数据和实时功率调度计算，传统架构存在功耗与响应速度瓶颈。该技术通过单器件实现向量乘法运算，器件数量减少93.75%，可直接应用于ST系列储能变流器的BMS芯片和iSolarClo...
一种具有更高精度和通用性的九桥臂模块化多电平变换器改进稳态分析模型
An Improved Steady-state Analysis Model for Nine-arm Modular Multilevel Converter with Higher Accuracy and Versatility
Futian Qin · Feng Gao · Jingyang Fang · Tao Xu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
九桥臂模块化多电平变换器（9A-MMC）作为一种具有两组交流端口的新型高压大功率多电平拓扑，通过复用中间桥臂可有效减小系统体积、重量与成本。其稳态分析对电路参数设计、器件选型及性能评估至关重要，但现有模型过于简化，仅能实现定性分析。本文提出一种改进的稳态分析模型，采用更精确的调制参考信号并考虑桥臂电流中的环流分量。基于基尔霍夫定律建立基本电路方程，结合内部电气参量的循环耦合路径推导数学关系，并依据动态功率平衡构建求解调制信号与桥臂电流未知量的方程组，从而精确获取所有电气参数。仿真与实验结果验证了...
解读: 该九桥臂MMC稳态分析模型对阳光电源储能与充电桩产品具有重要应用价值。9A-MMC拓扑通过复用中间桥臂实现双端口AC输出，与阳光电源PowerTitan储能系统的双向变流需求高度契合，可优化PCS拓扑设计，降低系统体积与成本。改进模型考虑环流分量与动态功率平衡，可精确指导ST系列储能变流器的桥臂电流...
基于时域偏度与积分能量的柔性直流配电网极对地故障保护方案
Pole-to-Ground Fault Protection Scheme for Flexible DC Distribution Network Based on Time Domain Skewness and Integral Energy
Xiaowei Wang · Ying Tian · Jie Gao · Xiangxiang Wei 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
针对基于模块化多电平换流器的多端柔性直流配电网，线路故障若未能及时切除，将导致电力电子器件损坏甚至换流站烧毁。现有方法难以准确区分区内高阻故障与区外低阻故障。本文分析了系统发生接地故障时各测量点零模电流在时域与复频域的等效模型与方程，提出一种基于时域偏度与积分能量的接地保护方法。利用各测点零模电流偏度符号表征方向特性，线路积分能量表征幅值特性，结合两者可有效识别极端长线路条件下的故障特征。最后在PSCAD/EMTDC平台搭建四端柔性直流电网模型，验证了该保护方法的适应性与优越性。
解读: 该柔性直流配电网保护技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。基于MMC拓扑的储能系统在直流侧故障时面临功率器件损坏风险，文章提出的时域偏度与积分能量双判据方法可有效解决高阻故障识别难题，适用于阳光电源多端直流储能并网场景。该保护算法可集成至ST系列产品的D...
全状态反馈功率解耦控制用于提升稳定性和惯性响应的构网型变换器
Full-State Feedback Power Decoupling Control for Grid Forming Converter With Improved Stability and Inertia Response
Yanjun Tian · Xiaoqi Xu · Yi Wang · Zhen Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
摘要：在可再生能源高渗透率的情况下，虚拟同步发电机（VSG）控制策略已在用于支撑大电网惯量的构网型变流器中得到广泛研究与应用。传统VSG控制存在有功和无功功率回路之间的耦合问题，尤其是在低压阻性馈线条件下。这种功率耦合效应不仅会降低暂态过程中惯量支撑的有效性，还会影响系统稳定性。本文分析了有功和无功功率回路之间的耦合机制，并提出一种全状态反馈控制方法来解决传统VSG控制中的耦合问题。在所提出的控制方法中，设计了状态反馈矩阵以消除有功和无功功率控制回路之间的功率耦合，并充分保留有功和无功惯量响应能...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项全状态反馈功率解耦控制技术对我们的构网型逆变器产品线具有重要战略价值。随着新能源渗透率持续攀升，电网对逆变器提供惯量支撑的需求日益迫切，而传统虚拟同步发电机（VSG）控制在低压阻性线路场景下存在的有功-无功功率耦合问题，恰恰是制约我们光伏逆变器和储能系统性能提升的关键瓶...
基于物理的锂离子电池电化学模型参数辨识及其双种群优化方法
Physics-based parameter identification of an electrochemical model for lithium-ion batteries with two-population optimization method
Aina Tian · Kailang Dong · Xiao-Guang Yang · Yuqin Wang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
摘要 伪二维（P2D）模型因其基于物理原理的高精度，在电池管理系统中展现出日益广阔的应用前景。然而，由于难以准确辨识多个参数，且常出现求解不收敛的问题，限制了其实际应用效果。传统的数据驱动型P2D模型参数辨识方法虽然先进，但通常需要大量数据，且缺乏必要的物理机理洞察，容易导致过拟合。为应对上述挑战，本研究首先开展参数敏感性分析，以确定各类参数辨识的最佳条件；进而提出一种双种群多目标优化算法，高效地筛选出非劣解参数集。该算法的独特之处在于引入非收敛种群，以增强狼群种群的更新过程，从而提升参数辨识的...
解读: 该P2D模型参数辨识技术对阳光电源储能系统具有重要价值。通过双种群优化算法精确识别23个电池参数,可显著提升ST系列PCS和PowerTitan储能系统的BMS精度,动态工况下电压预测误差控制在9mV以内。该物理驱动方法可增强iSolarCloud平台的电池健康状态评估和预测性维护能力,避免纯数据驱...
基于优化非对称占空比调制策略的DAB储能系统综合优化方法及软开关特性分析
Integrated Optimization Method Under Optimized Asymmetrical Duty Modulation Scheme for DAB-Based Energy Storage System With Comprehensive Soft-Switching Characteristics Analysis
Jiachen Tian · Chaoran Zhuo · Feng Wang · Pengyu Gao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
针对双有源桥（DAB）变换器，提出一种优化的非对称占空比调制策略（OAS），以拓宽软开关范围并降低电流应力。系统分析了不同OAS模式下的工作原理、功率与电流特性，并建模研究了死区时间与结电容对软开关的影响，结合能量平衡原理推导出实现零电压开通的最小电流条件。进一步，基于多目标粒子群优化算法，提出综合优化方法，同步优化均方根电流、峰值电流与软开关范围。实验验证了所提方法的有效性，相比现有调制策略，具有更低的电流应力与更宽的软开关区间。
解读: 该DAB优化调制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有直接应用价值。OAS调制策略可优化DC/DC隔离级设计，通过拓宽软开关范围降低开关损耗，结合SiC器件应用可进一步提升系统效率。多目标优化方法可同步降低电流应力与热损耗，提升功率密度，对大型储能系统热管理设计具有指导意...
储能用多层陶瓷电容器的研究进展：综述
Research progress on multilayer ceramic capacitors for energy storage: review
Shiqi Chen · Yiwen Ding · Haowen Mu · Wukui Tian 等7人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
作为电子器件中的关键元件，多层陶瓷电容器（MLCC）因其独特的结构可在有限体积内实现高电容值。同时，由于其优异的电学特性，在能量存储领域也发挥着重要作用。此外，MLCC的卓越性能支持了高性能、高度集成电子器件的发展，并在能量存储与转换领域展现出巨大潜力。针对提高能量密度和功率密度的需求，MLCC的设计与创新已成为研究热点。通过优化材料配方以及改进电极结构设计，可显著提升其能量密度。同时，由于具有低等效串联电阻（ESR）和低等效串联电感（ESL），MLCC表现出优异的功率密度特性，成为高频电路和脉...
解读: 该MLCC储能技术对阳光电源ST系列PCS和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。MLCC的低ESR/ESL特性可优化直流母线滤波设计,提升功率密度和动态响应速度,特别适用于SiC/GaN功率器件的高频开关应用。其高能量密度特性可减小储能变流器体积,支持模块化集成。在充电桩产品中,MLCC可...
基于硅衬底并采用刻槽n+-GaN帽层与局域钝化层的AlGaN/GaN肖特基势垒二极管以提升优值和动态特性
AlGaN/GaN-based SBDs grown on silicon substrates with trenched n+-GaN cap layer and local passivation layer to improve BFOM and dynamic properties
Zhizhong Wang1Jingting He2Fuping Huang2Xuchen Gao1Kangkai Tian2Chunshuang Chu2Yonghui Zhang1Shuting Cai2Xiaojuan Sun3Dabing Li3Xiao Wei Sun4Zi-Hui Zhang5 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
本文设计并制备了在硅衬底上具有刻槽n+-GaN帽层的AlGaN/GaN肖特基势垒二极管。研究表明，n+-GaN帽层可向AlGaN/GaN沟道注入更多电子，使二维电子气密度提高一倍，比导通电阻降至约2.4 mΩ·cm²。通过干法刻蚀形成刻槽结构消除关态表面漏电，并在场板沉积前引入Si₃N₄钝化层，有效抑制刻蚀导致的表面缺陷，使漏电流降低至约8×10⁻⁵ A·cm⁻²，击穿电压达876 V，Baliga优值提升至约319 MW·cm⁻²。该Si₃N₄层还可抑制电子捕获与输运过程，显著改善动态导通电阻...
解读: 该硅基GaN肖特基二极管技术对阳光电源功率变换系统具有重要应用价值。刻槽n+-GaN帽层技术使比导通电阻降至2.4 mΩ·cm²，Baliga优值达319 MW·cm⁻²，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的同步整流电路，降低导通损耗15-20%。局域钝化层抑制动态导通电阻退化的方案...
基于动态规划的重力储能系统质量块堆叠最小能耗方法
Dynamic Programming-Based Mass Block Stacking Method of Gravity Energy Storage System for Minimum Energy Consumption
Zufan Wang · Gaoyun Wu · Youkang Zhang · Tian Gao 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
堆叠质量块（MB）是维持重力储能系统（GESS）运行的关键过程，该过程中的能耗直接影响综合效率。目前，基于轨道的质量块堆叠结构在承载能力和稳定性方面具有显著优势。然而，在重力储能系统的应用中，实现最低能耗仍是一项挑战。本研究首先针对给定用电条件（GEC）建立了一个完整堆叠过程的能耗模型。为实现最低能耗的目标，提出了一种基于动态规划的质量块最优数量和位置的堆叠方法。此外，还针对额外用电条件（AEC）引入了旁路结构及相关堆叠策略。其次，针对一个 5 兆瓦/20 兆瓦时的重力储能系统，设计了比例为 8...
解读: 该重力储能系统优化技术为阳光电源储能产品线提供新型储能方案参考价值。虽然阳光电源主营电化学储能系统（PowerTitan系列），但动态规划优化思路可借鉴至ST储能变流器的能量管理策略：1）多电池簇充放电路径优化，降低系统内部能耗；2）ESS集成方案中的模块化调度策略，通过动态规划实现最优功率分配；3...