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基于HfAlOx电荷俘获层介质与原位O3处理的InAlN/GaN MIS-HEMT器件栅极漏电流和击穿电压的改善
Improved gate leakage current and breakdown voltage of InAlN/GaN MIS-HEMTs by HfAlOx-based charge-trapping layer dielectric and _in situ_ O3 treatment
Fangzhou Du · Yang Jiang · Hong Kong · Peiran Wang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种通过引入HfAlOx基电荷俘获层介质并结合原位O3处理，显著改善InAlN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）性能的方法。该工艺有效抑制了栅极漏电流，同时提升了器件的击穿电压。HfAlOx层可捕获界面正电荷，降低电场峰值，而原位O3处理则优化了介质/半导体界面质量，减少缺陷态密度。实验结果表明，器件的栅极泄漏电流显著降低，反向击穿电压大幅提高，为高性能GaN基功率器件的研制提供了可行的技术路径。
解读: 该研究的HfAlOx介质与O3处理工艺对阳光电源的GaN功率器件开发具有重要参考价值。通过降低栅极漏电流和提高击穿电压,可显著提升GaN器件在高频应用场景下的可靠性,特别适用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频DC-DC模块。该技术可优化阳光电源产品的功率密度和转换效率:在光伏逆变器中可实...
基于野外光谱辐射测量与可解释性机器学习的干旱区光伏电站地表反照率评估
Surface albedo evaluation in an arid-region photovoltaic power plant through field spectral radiometry and explainable machine learning
Xiaoqing Gaoa · Jiang Ying · Zhimin Yang · Yi Liu 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.299
摘要 随着对光伏（PV）发电引起的气候效应研究不断深入，数值模拟已成为不可或缺的研究手段。然而，现有的参数化方案仍存在局限性，尤其是在地表反照率的表征方面。为弥补这一不足，本研究基于2020年4月至8月在新疆五家渠一处PV-戈壁复合下垫面获取的观测数据，分析了光谱辐射特征及地表反照率的变化规律。结果表明，入射太阳辐射在光谱上呈现近红外（NIR）>可见光（VIS）>紫外（UV）的层级结构，其对总短波辐射的贡献率分别为57.4%、38.4%和4.1%。各光谱波段均表现出受天气过程驱动的同步波动特征。...
解读: 该研究通过光谱辐射观测和机器学习建立的地表反照率参数化模型,对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化算法具有重要参考价值。研究揭示的太阳高度角、相对湿度、组件温度三因素耦合机制,可用于优化iSolarCloud平台的发电功率预测模型,提升预测精度。特别是光伏-戈壁复合地表反照率特性(0.139)显...
液态金属电池中外短路诱发内短路的机理
Mechanism of the External Short Circuit Induced Internal Short Cell in Liquid Metal Batteries
Yi Zhang · E. Zhang · Haomiao Li · Min Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
电池技术在大规模储能系统中至关重要，因其灵活性和高效率而备受重视。在众多电池选项中，液态金属电池（LMBs）凭借低成本、长寿命、高安全性和大容量等优势，在储能领域展现出了极具前景的应用潜力。外部短路（ESC）作为一种常见的滥用形式，有可能引发更为严重的内部短路（ISC）。然而，目前大多数关于液态金属电池的研究尚未深入探讨其潜在的触发机制。本文通过电极形态分析揭示了该触发机制，并通过多物理场模型模拟进行了验证。在外部短路过程中，不均匀的电流密度会导致锂的不规则沉积，最终会导致阳极和阴极接触，即发生...
解读: 该液态金属电池短路机理研究对阳光电源PowerTitan大型储能系统的安全设计具有重要参考价值。虽然阳光电源主流储能系统采用锂电池技术，但研究揭示的外短路诱发内短路的动态演化机制——局部过热导致电流分布失衡、界面扰动增长形成短路通道——对ST系列储能变流器的多层次保护策略设计具有启发意义。可应用于优...
电压源变换器与电网间低频动态交互的现场特征值稳定性评估方法
An In-Field Eigenvalue-Based Stability Assessment Method for Low-Frequency Dynamic Interaction Between Voltage Source Converters and the Grid
Yuguo Li · Hao Yi · Fang Zhuo · Xin Jiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
电压源变换器VSC对可再生能源至关重要。然而由于交互复杂性和未知系统细节，VSC与电网间动态交互产生的振荡行为是一个挑战性问题。将VSC引入电力系统后通常需要稳定性评估。扰动阻抗测量+Middlebrook准则是众所周知的方法，但由于需要扰动设备PD而很少采用。本文提出一种稳定性评估方法以获取系统特征值图谱。该方法不需要PD因此具有现场自适应性。特征值图谱通过矢量拟合VF从闭环频率响应FR评估，FR由VSC自身测量。为在理论上支持该方法，推导了VSC-电网系统的模块化模型。该模型指示VSC的每个...
解读: 该VSC-电网稳定性评估研究对阳光电源并网逆变器技术优化有重要参考价值。无需扰动设备的现场自适应特征值评估方法可应用于阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的并网稳定性在线监测。利用VSC自身测量FR获取特征值图谱的技术为阳光iSolarCloud平台的智能诊断功能提供了算法支持。多FR加权组合...
T型三电平LLC谐振变换器在交替模式下的平滑最优轨迹与电压平衡控制
Smooth Optimal Trajectory and Voltage Balancing Control for T-Type Three-Level LLC Resonant Converter in Alternating Mode
Zhigang Yao · Linglong Jiang · Tengfei Sun · Ziheng Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
T 型三电平 LLC 变换器将两电平拓扑的低传导损耗优势与三电平拓扑的低开关电压应力特点相结合。然而，由于在以往研究中，该变换器的电压增益不如全桥和堆叠半桥 LLC 变换器宽，因此它并未得到应有的关注。本文提出了一种适用于 T 型 LLC 变换器的上下半桥交替（AUL - HB）模式，以实现 0.25 的增益。AUL - HB 模式在模式切换和电容电压平衡方面存在挑战。为解决这些问题，本文开发了一种无需额外传感器的简单轨迹控制方法，以消除模式切换期间的浪涌电流和电压尖峰，确保平稳快速的过渡。此外...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的T型三电平LLC谐振变换器技术具有显著的应用价值。该技术通过交替上下半桥（AUL-HB）模式实现了0.25的电压增益，有效拓展了传统增益范围，这对我们在光伏逆变器和储能系统中面临的宽范围电压变换需求具有重要意义。 在光伏发电场景中，组串电压随光照条件和温度变化...
不同滥用条件下液态金属电池电热行为的研究
Investigation on electro-thermal behavior of liquid metal batteries under various abusive conditions
Yi Zhang · Lei Fan · Haomiao Li · Bo Li 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 液态金属电池（LMB）因其长寿命和低成本的特性，被认为是大规模电网储能最具前景的解决方案之一。由于LMB具有全液态结构，许多研究人员面临的主要挑战是滥用条件对液-液界面稳定性以及发生内部短路（ISC）后的本征安全性的影响。本研究通过系统的实验研究，比较了不同滥用条件——包括机械滥用（振动、倾斜）、电气滥用（外部短路）和热滥用（热冲击）——对LMB电热特性的影响。结果表明，LMB在滥用条件下具有较强的自愈能力。值得注意的是，除由完全倾斜引发的ISC外，几乎所有由滥用条件引起的电压和温度变形在...
解读: 该液态金属电池安全性研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。研究揭示的机械滥用(振动>10Hz、倾斜>39.3°)易引发内短路特性,可指导我们优化储能系统BMS热管理策略和机械结构设计。电池自愈合能力及温度特征(550-564°C)为PCS保护算法开发提供依据,特...
大功率双面冷却模块中大面积SiC MOSFET的电热分析
Electrothermal Analysis of a Double-Side Cooling Power Module With Large-Area SiC MOSFETs
Yi Jiang · Cancan Li · Liming Che · Yizhuo Dong 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2024年11月
与传统的硅绝缘栅双极型晶体管（IGBT）相比，碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的芯片面积通常较小。大面积（10×10 毫米）碳化硅 MOSFET 的性能有待研究。本文对大面积碳化硅 MOSFET 与常规尺寸（5×5 毫米）碳化硅 MOSFET 并联时的电热特性进行了分析。结果表明，与常规尺寸芯片相比，大面积芯片优化了封装参数，减轻了电流不平衡问题，并且在双面冷却（DSC）模块中具有更好的热性能。制作了采用大面积芯片的 SOT - 227 模块，并对该模块的...
解读: 从阳光电源的业务角度分析，这项关于大面积SiC MOSFET双面冷却功率模块的研究具有重要的战略价值。SiC功率器件是我们光伏逆变器和储能变流器的核心部件，直接影响系统的功率密度、效率和可靠性。 该研究提出的10×10mm大面积SiC MOSFET相比传统5×5mm芯片并联方案，在多个维度展现出显...
一种用于电池组多物理场的高保真在线监测算法
A high-fidelity online monitoring algorithm for multiple physical fields in battery pack
Yi Xiea · Wensai Maa · Disheng Jiang · Wei Lib 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398
准确估计电池的荷电状态（SOC）、温度分布状态（SOTD）和功率状态（SOP）对于保障现代储能系统（尤其是在电动汽车中）的安全性、效率和寿命至关重要。这些状态之间的交叉耦合动力学特性要求采用先进的建模与估计算法以提升系统性能与可靠性。在本研究中，选取电池组作为研究对象，构建了一种电-热耦合模型。其中，电气模型基于一阶等效电路模型，并扩展以考虑串并联结构关系，从而为热模型提供电气参数；热模型则建立了电池组内部产热与传热过程的详细框架，并将温度反馈至电气模型以校正其参数。随后，针对该模型设计了一种在...
解读: 该电池包多物理场在线监测算法对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。电热耦合模型可集成至iSolarCloud平台,实现SOC、温度场和SOP的精准联合估算(SOC误差≤1.52%,温度误差<1.32°C),显著提升储能系统BMS管理精度。三维温度场重建技术可优化液冷...
下一代光热电站颗粒/超临界CO2流化床换热系统的设计与性能研究
Design and performance study of the particle/supercritical CO2 fluidized bed heat exchanger system for next generation CSP plant
Ruina Xua · Zhipeng Zhang · Feng Suna · Yi Xua 等11人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.297
摘要 本文提出并构建了首套兆瓦级（MWth）用于下一代聚光太阳能发电（CSP）电站的颗粒/超临界二氧化碳（sCO2）流化床换热系统。在该CSP电站中，固体颗粒被选作太阳能集热器的吸热介质，并通过换热器将热量传递给sCO2，随后被加热的sCO2进入透平做功。换热器本体采用流化床结构，其中sCO2管束在流化空气的作用下从高温颗粒中吸收热量。颗粒沿换热器壁面流动，sCO2在两个箱体内部自上而下流动，流化空气被循环利用以提高系统的换热效率。本文详细描述了系统的整体结构设计。实验于2021年起在中国北京延...
解读: 该颗粒/超临界CO2流化床换热技术为下一代光热电站提供了高效热能转换方案,出口温度达552°C、效率83.2%,对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其高温储热与sCO2布雷顿循环结合的思路,可启发ST系列储能变流器在光热-储能耦合场景的拓展应用。该系统的热管理技术和高效换热设计,对PowerTita...