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10 kV E模式GaN HEMT:击穿电压提升的物理机制
10 kV E-mode GaN HEMT: Physics for breakdown voltage upscaling
Yijin Guo · Yuan Qin · Matthew Porter · Zineng Yang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种实现10 kV高击穿电压的增强型(E-mode)GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)。通过优化器件结构与材料生长工艺,结合电场调制技术,有效提升了器件的耐压能力。研究系统分析了影响击穿电压的关键物理机制,包括二维电子气分布、缓冲层设计及表面电场调控。实验结果表明,该器件在保持低导通电阻的同时实现了超过10 kV的击穿电压,为高压功率电子器件的应用提供了可行方案。
解读: 该10kV E模式GaN HEMT技术对阳光电源的高压产品线具有重要应用价值。高击穿电压特性可显著提升ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率密度,有助于实现1500V以上高压系统设计。低导通电阻特性可降低PowerTitan等大功率产品的开关损耗,提高系统效率。此外,该GaN器件的电场调制技术...
二维材料基场效应晶体管中的关键问题
Critical issues in 2D-material-based field-effect transistors
Qiming Shao · Mario Lanza · Yang Chai · Taishi Takenobu Taishi Takenobu · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
近十年来,基于超薄材料的电子器件已从实验室新奇研究发展为下一代芯片与传感器的有力竞争者。研究人员已在整片晶圆上生长二维材料、将其像乐高积木般堆叠,并引入功能层以拓展性能。本《应用物理快报》特刊收录的20篇论文系统呈现了该领域进展,展示了材料设计如何揭示新器件物理并推动大面积制造。这些工作凸显了重新审视界面、接触和功能集成的紧迫性:产业路线图预计十年内将进入亚1纳米技术节点,类脑计算亟需非易失性突触器件,而物联网则要求由环境能量驱动的长续航传感器。
解读: 二维材料FET技术对阳光电源功率半导体器件升级具有前瞻价值。虽然当前SiC/GaN器件已在ST储能变流器和SG逆变器中广泛应用,但该研究揭示的亚1纳米工艺和新型界面设计可为下一代功率器件提供技术储备:二维材料的超薄特性可实现更低导通电阻和开关损耗,其优异界面特性有助于提升高温高压工况下的可靠性。特别...
一种提高能量传输效率的虚拟同步发电机虚拟串联补偿控制
A Virtual Series Compensation Control of Virtual Synchronous Generator for Improving Energy Transmission Efficiency
Gaoxiang Li · Yang Shao · Xiao Liu · Jining Chen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
目前,串联补偿电容是提升交流能量传输效率的常用方法。然而,虚拟同步发电机(VSG)的串补并网系统易引发阻抗谐振,导致次同步振荡(SSO)。本文首先通过阻抗法揭示该SSO的特性与机理。随着串补度增加,传输效率提高,但SSO风险加剧。为此,通过分析串联补偿电容的工作机制,提出一种VSG的虚拟串联补偿控制策略,并研究了逆变器在该控制下的运行边界。相比传统串补电容方法,所提控制无需额外硬件,且具有更优的稳定性。仿真与实验验证了该控制策略及理论分析的正确性。
解读: 该虚拟串联补偿控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和构网型控制产品具有重要应用价值。当前阳光电源PowerTitan储能系统广泛采用VSG控制实现电网支撑,但在弱电网或长距离传输场景下面临传输效率与次同步振荡的矛盾。该研究提出的虚拟串补策略通过软件算法替代物理电容,可直接集成到ST系列变流器的GFM...
一种抑制电网谐波的储能变流器陷波控制策略
A Notch Control Strategy of Energy Storage Converter for Suppressing Grid Harmonics
Gaoxiang Li · Yang Shao · Hongzhi Pan · Xiao Liu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
摘要:非线性负载引入的谐波电流容易导致电网电流畸变。然而,传统的基于滤波器的方法只能抑制滤波器提取的谐波,难以有效抑制不确定负载的谐波,例如脉冲负载引入的耦合谐波。首先,基于阻抗模型揭示了非线性负载导致电网电流畸变的机理。然后,针对储能变流器提出了一种陷波控制策略,该策略可显著降低储能变流器的阻抗,使优化后的变流器更像一个陷波滤波器。此外,还讨论了控制参数对所提出控制策略的影响以及优化后变流器的运行限制。最后,仿真和实验结果验证了所提出的控制策略无需谐波提取滤波器即可有效抑制宽带谐波。
解读: 从阳光电源储能系统业务角度看,该论文提出的陷波控制策略具有重要的工程应用价值。当前新能源场站中,非线性负载(如电弧炉、电气化铁路等)和脉冲型负载引入的耦合谐波问题日益突出,传统基于滤波器的谐波抑制方案存在明显局限性:需要预先提取谐波特征,难以应对不确定性负载的宽频谐波,且增加了系统成本和复杂度。 ...
高性能单片钙钛矿/硅 tandem 太阳能电池中电荷传输层的最新进展
Recent Developments of Charge Transporting Layers for High-Performance Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells
Jiali Xuan · Tianxiang Shao · Yue Zang · Yang Liu 等5人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年11月
高性能、低成本的单片钙钛矿/硅串联太阳能电池(PSTSCs)为光伏产业带来了新的曙光。钙钛矿/硅串联器件的功率转换效率实现了前所未有的快速增长,与此同时,适用于电荷选择性接触的材料也在不断优化。在此,我们对近期关于单片 PSTSCs 的研究进行了综述,重点关注了近年来载流子传输层的发展现状。总结了新型电荷传输材料的潜力和优点,并对各部分进行了简要讨论。通过实验测量性能发现,自组装单分子层展现出最具吸引力的前景。基于这类材料,采用纹理表面及其他策略后,串联太阳能电池的效率已提升至 30%以上。随后...
解读: 该钙钛矿/硅叠层电池技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品线具有重要战略价值。叠层电池效率突破30%将显著提升系统发电量,要求逆变器优化MPPT算法以适配其独特的I-V曲线特性和更高工作电压。电荷传输层的界面钝化技术可借鉴至功率模块的界面优化设计,提升SiC/GaN器件的载流子传输效率。该技术的商业化...
基于GPT的超短期分布式光伏发电功率预测方法
An Ultra-Short-Term Distributed Photovoltaic Power Forecasting Method Based on GPT
Hengqi Zhang · Jie Yang · Siyuan Fan · Hua Geng 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
随着大量分布式光伏电站并网,提升发电功率预测精度对电力系统安全经济运行具有重要意义。针对现有方法在数据稀缺与随机波动方面的挑战,本文提出一种基于生成式预训练Transformer(GPT)的超短期分布式光伏功率预测方法。通过生成多空间分辨率的虚拟光伏功率数据,预训练Transformer模型,并利用少量实测数据进行微调。注意力机制通过预训练学习历史数据中的相关性,微调实现新电站的轻量化部署与高精度预测。实验结果表明,所提方法在仅1个月实测数据下,相比LSTM、线性模型和Transformer模型...
解读: 该基于GPT的超短期光伏功率预测技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。可直接集成至SG系列光伏逆变器的智能诊断系统,通过少量实测数据实现新建电站的快速部署与高精度预测,相比传统LSTM方法RMSE降低37.22%。该技术可优化PowerTitan储能系统的充放电策略,提升...
一种用于大型光伏电站中精确高效辐射传输建模的新型参数化方案
A novel parameterization scheme for accurate and efficient radiation transfer modeling in large-scale PV power plants
Xinyao Zhang · Kun Yang · Changkun Shao · Haochong Chen · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
摘要 随着技术的进步,双面光伏(PV)组件已在大型光伏电站中广泛应用。准确且高效地计算双面组件背面吸收的太阳辐射仍是一个关键挑战。基于视角因子的二维简化方法为这类大规模应用提供了高速计算途径,但忽略了组件安装高度的影响,从而导致模拟偏差。本研究提出了一种用于大型光伏电站中太阳辐射传输建模的新型参数化方案(PVRT)。该PVRT方案考虑了组件高度因素,能够在多种辐射情景和系统配置下,对光伏组件正反两面以及地表表面的辐射吸收进行高效且精确的计算。通过与采用Helios光线追踪模型的高精度模拟结果进行...
解读: 该双面组件辐射传输参数化方案对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。PVRT方案将背面辐射吸收计算误差从30%降至8%以内,可显著提升MPPT算法对双面组件的追踪精度。建议将该模型集成至iSolarCloud平台,结合实际地形和组件高度参数,优化大型电站的发电量预测和智能运维策略。该技术还可为...