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基于局域接触电势探测的运行中SiC功率MOSFET内部电场分布研究
Anatomy of internal electric field profile in operating SiC power MOSFETs with local contact potential probing
Mingsheng Fang · Yan Liu · Ting Zhang · Dandan Wang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文利用局域接触电势探测技术，对工作状态下的碳化硅（SiC）功率MOSFET内部电场分布进行了高分辨率表征。通过开尔文探针力显微镜（KPFM）在器件动态运行条件下直接映射其表面电势与内部电场空间分布，揭示了栅极边缘与沟道区域附近的电场集中现象及其随偏置条件演变的规律。研究结果阐明了关键电场分布特征与器件可靠性、击穿机制之间的关联，为优化SiC MOSFET结构设计和提升器件性能提供了实验依据。
解读: 该研究对阳光电源的SiC器件应用具有重要指导意义。通过KPFM技术揭示的电场分布特征，可直接指导SG系列高功率密度光伏逆变器和ST系列储能变流器中SiC MOSFET的选型与应用。特别是对栅极边缘与沟道区域的电场集中现象的深入理解，有助于优化器件驱动电路设计，提升产品可靠性。这些发现可用于改进Pow...
基于流体域热阻分析的固液相变过程评价与调控
Evaluation and regulation of solid–liquid phase change process based on thermal resistance analysis in fluid domain
Ting Wang · Xiangxuan Li · Ting Ma · Qiuwang Wang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
相变材料（PCMs）具有优异的热稳定性、循环性能和高储能密度，广泛应用于热能储存系统中。然而，传统储热单元结构简单，导致传热路径单一，储热效率较低，严重限制了能量的有效利用。由于相变过程中实验方法的局限性，当前的优化手段主要依赖于对温度场、流场、固液界面以及液相分数、熔化时间等全局参数的整体分析，缺乏对局部区域的详细分析与评估，难以揭示热性能提升背后的机理。本研究通过改变储热单元的边界条件和长宽比，采用热阻分析方法，系统地分析了局部与全局的流动及传热行为。研究发现，储热单元内部会出现明显的“树状...
解读: 该相变储热技术对阳光电源PowerTitan储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究提出的'树状'热阻分析方法可应用于ST系列PCS及电池簇的散热结构设计,通过识别高热阻区域优化散热路径,相比传统直翅片可降低23.96%热阻。该方法可指导储能柜内部风道布局和液冷管路设计,提升功率器件散热效率,延长...
基于载流子寿命的碳化硅光电导开关微波频率与输出功率之间的权衡
The Trade-Off Between Microwave Frequency and Output Power in SiC Photoconductive Switches Based on Carrier Lifetime
Ting He · Muyu Yi · Xinyue Niu · Jinmei Yao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月
本文基于载流子寿命，研究了垂直沟道硅离子注入（VCSI）4H-碳化硅（SiC）光电导半导体开关（PCSS）在微波频率和输出功率之间的权衡关系。制备了两种不同钒掺杂浓度的光电导半导体开关，并在0.5 - 2 GHz的频率范围内进行了测试。输出功率和调制深度比随微波频率的变化趋势表明，微波频率和输出功率之间存在权衡关系。这两种器件的输出功率分别约为40 W（@0.5 GHz）和160 W（@0.5 GHz）。利用瞬态吸收（TA）技术，测得这两种器件的载流子寿命分别为30 ps和460 ps，这揭示了...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于碳化硅（SiC）光导开关的研究具有重要的战略参考价值。该研究揭示了载流子寿命对微波频率和输出功率的权衡关系，这一机理对我们在高频功率电子器件领域的技术布局具有启发意义。 在光伏逆变器和储能变流器应用中，SiC器件已成为提升系统效率和功率密度的关键技术。本研究中光导...
通过三维蛾眼结构实现硫化铅胶体量子点太阳能电池的光吸收双重增强
Dual enhancement of light harvesting in lead sulfide colloidal quantum dot solar cells through a three-dimensional moth-eye structure
Hongbo Zhu · Ting Liu · Yinglin Wang · Chunliang Wang 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.296
摘要：高效的光吸收对于近红外（NIR）硫化铅（PbS）胶体量子点太阳能电池（CQDSCs）至关重要，这是一种具有宽带太阳光吸收、高稳定性、溶液可加工性和高理论效率的新兴光伏技术。然而，由于PbS量子点（QDs）本征的高折射率以及在近红外区域吸收系数不足，实现PbS CQDSCs的高效光捕获仍然具有挑战性。本文提出了一种双重增强策略，采用具有亚波长蛾眼结构的三维（3D）ZnO，同时实现宽带减反射和近红外光捕获。光学模拟证明，该策略能够构建折射率梯度，显著降低宽波长范围内的菲涅尔反射，并在PbS量子...
解读: 该三维蛾眼结构光捕获技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及储能系统具有重要启示。PbS量子点太阳能电池通过亚波长结构实现宽带抗反射和近红外光陷阱的双重增强策略,可提升15%光捕获能力,近红外波段增益达60%。这一技术路径可应用于优化光伏组件端的MPPT算法,特别是弱光和近红外光谱条件下的发电效率提升。对...
基于体接地耦合效应的GaN基MIS-HEMT绝缘层击穿分析
Analysis of Insulator Breakdown Induced by Body-Grounded-Coupling Effect in GaN-Based MIS-HEMT
Cheng-Hsien Lin · Chien-Hung Yeh · Po-Hsun Chen · Ting-Chang Chang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
本研究聚焦于D模式氮化镓基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）实际运行过程中出现的异常击穿问题。测量统计结果显示，体浮空器件的击穿电压（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${V}_{\text {BD}}\text {)}$ </t...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN基MIS-HEMT器件绝缘层击穿机理的研究具有重要的工程应用价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度特性，正成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向，直接影响系统的功率密度提升和成本优化。 该研究揭示的体接地耦合效应对我们的产品设计具有关键...
面向高功率微波源的Fe-β-Ga2O3光电导半导体器件输出特性测试
Test on the Output Characteristics of Fe-β-Ga2O3 Photoconductive Semiconductor Device Toward High-Power Microwave Sources
Tianjiao Shen · Langning Wang · Ting He · Li'Ao Yang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
我们聚焦于用于高功率微波源应用的 Fe - β - Ga₂O₃ 光电导半导体器件（PCSD）。我们测试并分析了该器件的输出特性，包括其暗态电阻（10¹³ Ω）、暗态耐压（31.6 kV）、光电导输出和高频响应。当受到半高宽（FWHM）均为 10 ns 的 532 nm 和 1064 nm 单脉冲激光照射时，Fe - β - Ga₂O₃ 光电导半导体器件以线性模式工作。在 532 nm 激光照射下的峰值电压输出是 1064 nm 激光照射下的 18 倍。然而，其光响应度相对较低，最高值仅达到 10...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项Fe-β-Ga2O3光导半导体器件研究虽然主要面向高功率微波源应用，但其核心技术特性对我们在光伏逆变器和储能系统中的功率半导体器件应用具有一定参考价值。 该器件展现出的超高暗态电阻（10¹³Ω）和31.6kV耐压能力，反映了β-Ga2O3材料在宽禁带半导体领域的潜力。...
利用带钒氧化还原液流电池的静止同步补偿器抑制汽轮发电机/海上风电场混合系统中的次同步振荡
Suppression of Subsynchronous Resonance in a Hybrid Steam-Turbine Generator/Offshore Wind Farm System Using a Static Synchronous Compensator With a Vanadium Redox Flow Battery
Li Wang · Jui-Tse Lai · Ting-You Li · Ching-Chung Tseng 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
由于风力发电厂或太阳能发电厂等可再生能源（RES）具有间歇性，将这些可再生能源接入电力系统会导致系统不稳定，影响电力系统的质量和稳定性。为解决这一问题，人们提出了各种用于补偿功率波动的储能系统（ESS），以及用于控制电压幅值和有功/无功功率注入的不同灵活交流输电系统（FACTS），以提高所接入电力系统的稳定性。需要运用合适的控制理论为储能系统或柔性交流输电装置设计一些有效的附加阻尼控制器（SDC），以实现提高稳定性的目标。本文提出将静止同步补偿器（STATCOM）与基于钒氧化还原液流电池（VRF...
解读: 该STATCOM+VRFB协同抑制次同步振荡技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的有功无功协同调节策略可直接应用于阳光电源储能PCS的控制算法优化，增强系统阻尼特性，提升新能源并网稳定性。特别是在海上风电+火电混合场景下，ST储能系统可通过快速...
利用金纳米颗粒增强宽带4H-SiC光电探测器：将灵敏度从紫外扩展至短波红外波段
Enhancing Broadband 4H-SiC Photodetectors With Gold Nanoparticles: Expanding Sensitivity From UV to SWIR Spectrum
Lulu Geng · Guohui Li · Wenbin Sun · Xianyong Yan 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
4H型碳化硅（4H - SiC）在能够在高电压和高温条件下工作的光电探测器（PD）领域具有广阔的应用前景。然而，4H - SiC的宽带隙（3.26 eV）将其应用限制在400 nm以下的紫外（UV）波段。开发具有覆盖紫外到短波红外（SWIR）光谱的宽带响应的4H - SiC光电探测器至关重要。本研究展示了一种4H - SiC宽带光电探测器，其灵敏度可从紫外延伸至2200 nm的短波红外范围。这种优异的性能归因于4H - SiC带隙内存在大量形成深能级的缺陷中心，这些缺陷中心使得探测器能够吸收能量...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC的宽光谱光电探测器技术具有重要的战略参考价值。碳化硅材料本身是我们功率器件领域的核心关注对象，其在高压、高温环境下的稳定性直接关系到光伏逆变器和储能变流器的效率与可靠性。 该研究通过引入金纳米粒子增强局域等离子体共振效应，将4H-SiC的光响应范围从紫...
基于多功能MoOx/TiON层的高存储、低变异性、低功耗读写后读取超晶格HfO2/ZrO2铁电场效应晶体管存储器件
High-Storage, Low-Variability, and Low-Power Read-After-Write Superlattice HfO2/ZrO2 FeFET Memory Device by Using a Multifunctional MoOx/TiON Layer
Zheng-Kai Chen · Miau-Hua Hsiung · Zi-Rong Huang · Sheng-Min Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
在本研究中，我们提出了一种与现有商用半导体器件完全兼容的多功能栅极氧化物铁电晶体管技术。与单电极不同，该电极采用了 TiN/Mo（30 纳米）/TiN 阻挡层（BL - TiN）（2.5 纳米）结构，其绝缘体由埃级层叠的 HfO₂/ZrO₂ 结构组成，每层厚度为 6.5 埃。基于界面态密度（$D_{\text {it}}$）和 X 射线光电子能谱（XPS）结果，MoOx/TiOxNy 层的引入极大地抑制了金属 - 铁电体 - 绝缘体 - 半导体（MFIS）铁电场效应晶体管（FeFET）的电荷俘获...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于HfO2/ZrO2超晶格结构的铁电场效应晶体管（FeFET）存储技术虽然属于半导体存储领域，但其核心性能突破对我司光伏逆变器和储能系统的智能控制芯片具有重要的潜在应用价值。 该技术通过引入MoOx/TiOxNy多功能层实现的三大技术突破与我司产品需求高度契合：首先...
p-GaN HEMT在关态应力后恢复过程中阈值电压不稳定性的研究
Study of Vₜₕ Instability During Recovery After Off-State Stress in p-GaN HEMT
Yi-Huang Chen · Sheng-Yao Chou · Ming-Chen Chen · Ting-Chang Chang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
本研究对 p - GaN 栅极 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）在关态应力（OSS）下的阈值电压（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${\mathrm{V}}_{\mathbf {\text {th}}}$ </tex - math></i...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN HEMT器件阈值电压稳定性的研究具有重要的战略意义。GaN基功率器件因其高频、高效、高功率密度特性，正成为下一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向，直接关系到我们产品的转换效率、功率密度和系统可靠性提升。 该研究揭示了p-GaN HEMT在关断应力下...