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具有稳定阈值电压和显著降低界面态密度的Al2O3/原位生长GaON栅介质GaN MIS-HEMT
Al2O3/ _in situ_ GaON gate dielectrics incorporated GaN MIS-HEMTs with stable VTH and significantly reduced interface state density
Tian Luo · Sitong Chen · Ji Li · Fang Ye 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种采用Al2O3与原位生长GaON复合栅介质的GaN基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）。该结构通过原子层沉积Al2O3与氮等离子体原位处理形成的高质量GaON界面层，有效抑制了界面态密度。实验结果表明，器件具备稳定的阈值电压（VTH）和显著降低的界面态密度，提升了动态可靠性与开关性能。该方法为高性能GaN功率器件的栅介质优化提供了可行方案。
解读: 该GaN MIS-HEMT栅介质优化技术对阳光电源的高频化产品升级具有重要价值。稳定的阈值电压和低界面态密度特性可显著提升GaN器件在SG系列1500V组串式逆变器和ST系列储能变流器中的开关性能和可靠性。特别是在高频PWM控制场景下,可减少开关损耗,提高系统效率。这一技术可用于优化新一代车载OBC...
一种低资源消耗的电力电子变换器实时仿真方法
Real-Time Simulation Method for Power Electronic Converters With Low Resource Consumption
Zonghui Sun · Guangsen Wang · Zhuolan Li · Xizheng Guo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种基于导通电阻（$R_{on}$）/关断电阻（$R_{off}$）模型的基于桥路的电力电子变换器实时仿真方法。通过构建等效系统状态方程，在现场可编程门阵列（FPGA）实现中，所有乘法运算都可以通过移位加法运算来完成，从而避免使用数量有限的乘法器。然后，在FPGA上以20 ns的仿真时间步长对一个50 kHz的双有源桥变换器和一个100 kHz的交 - 直 - 交变换器进行了仿真。精度、时序和资源消耗结果验证了该方法的有效性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Ron/Roff模型的FPGA实时仿真技术具有重要的战略价值。该技术通过构建等效系统状态方程，将乘法运算转化为移位加法操作，显著降低了FPGA硬件资源消耗，这对我们的产品开发和测试流程具有直接应用价值。 在光伏逆变器和储能变流器开发领域，该技术能够实现20纳秒时间...
室温下电注入的GaN基光子晶体表面发射激光器
Room-temperature electrically injected GaN-based photonic-crystal surface-emitting lasers
Tong Xu1Meixin Feng2Xiujian Sun2Rui Xi2Xinchao Li2Shuming Zhang2Qian Sun2Xiaoqi Yu3Kanglin Xiong3Hui Yang4Xianfei Zhang5Zhuangpeng Guo5Peng Chen5 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
光子晶体表面发射激光器（PCSELs）利用二维光子晶体的布拉格衍射实现高功率、低发散角的单模输出，近年来受到广泛关注[1-3]。2023年，京都大学报道了基于GaAs的945 nm PCSEL，在连续波（CW）工作模式下单模输出功率超过50 W，光束发散角窄至0.05°，亮度达到1 GW·cm⁻²·sr⁻¹，可与传统大体积激光器相媲美[4]。
解读: 该GaN基光子晶体表面发射激光器技术对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。虽然研究聚焦光电子领域，但其电注入结构设计、热管理方案及GaN材料的高温稳定性特性，可为ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中的GaN功率模块散热优化提供借鉴。特别是其室温连续工作能力验证了GaN器件在高功率密度应用中...
通过掺杂钽改善p型SnOx薄膜晶体管的电学性能和边缘效应
Improving electrical performance and fringe effect in p-type SnOx thin film transistors via Ta incorporation
Yu Song1Runtong Guo1Ruohao Hong1Rui He1Xuming Zou1Benjamin Iñiguez2Denis Flandre3Lei Liao4Guoli Li4 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
本研究通过射频磁控溅射法结合锡钽（3 at.%）靶材制备掺钽SnOx（SnOx:Ta）薄膜，并在270 ℃下退火30 min，探究Ta掺杂对p型SnOx薄膜晶体管（TFT）电学性能及边缘效应的影响。结果表明，与未掺杂薄膜相比，SnOx:Ta薄膜结晶性提高，缺陷密度降低至3.25×10¹² cm⁻²·eV⁻¹，带隙展宽至1.98 eV。相应TFT器件表现出更低的关态电流、更高的开关电流比（2.17×10⁴）、亚阈值摆幅显著降低41%，且稳定性增强。此外，Ta掺杂有效抑制了边缘效应及沟道宽长比（W/...
解读: 该p型SnOx薄膜晶体管技术对阳光电源功率器件及控制系统具有重要参考价值。Ta掺杂提升的结晶性、降低的缺陷密度（3.25×10¹²cm⁻²·eV⁻¹）及41%亚阈值摆幅改善，可启发ST储能变流器和SG逆变器中栅极驱动电路的优化设计，提升开关特性和降低损耗。更高的开关比（2.17×10⁴）和抑制边缘效...
基于主动开关耦合电感的高升压ZVT变换器
High Step-Up ZVT Converter Based on Active Switched Coupled Inductors
Yu Tang · Haisheng Tong · Raheel Afzal · Yingjun Guo · IEEE Access · 2025年1月
为满足高电压升压和高效率要求，提出基于主动开关电感ASL的新型高升压零电压转换ZVT DC/DC变换器。该变换器结合ASL和耦合电感结构，可降低功率开关的电压和电流应力，主动钳位技术为所有开关提供零电压转换ZVT。耦合电感可通过适当匝数比实现相对高电压增益，同时所有磁性元件可集成在一个磁芯中。此外由于漏感，解决了二极管的反向恢复问题。详细分析所提变换器的工作原理，还讨论包括电压增益、ZVT条件的特性。然后列出并相互比较一系列衍生变换器。根据所提变换器，在实验室建立100kHz开关频率的500W原...
解读: 该高升压ZVT变换器技术对阳光电源DC-DC变换器产品线有重要参考价值。阳光光伏MPPT升压和储能DC-DC变换器需要高升压比和高效率。零电压转换ZVT技术可降低阳光功率器件的开关损耗和EMI。主动钳位和耦合电感结构对阳光高功率密度变换器设计有借鉴意义。解决二极管反向恢复问题的方法对阳光提升变换器效...
三维集成电路热管理技术最新进展综述
Recent Developments in Thermal Management of 3D ICs: A Review
Fen Guo · Zhao-Jun Suo · Xin Xi · Yu Bi 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
三维集成电路3D IC已成为集成电路重要方向，带来更高集成度、更高功率密度和更短导线长度。然而热管理挑战成为3D集成发展的关键限制之一，迫切需要解决方案。为应对这一挑战，研究人员深入调查3D IC关键结构内的传热技术。本文旨在综述热管理技术文献，特别强调三个关键领域的进展：热界面材料TIM、硅通孔TSV和散热器设计。TIM、TSV和散热器结构的持续研究创新为解决3D IC热管理问题提供了多样化方法和技术解决方案。期望该综述文章能帮助学术界和工业界研究人员了解3D IC传热最新技术，提供更好的研究...
解读: 该3D IC热管理技术对阳光电源功率模块封装具有重要参考价值。阳光SiC和GaN功率器件采用高集成度封装，面临严峻的热管理挑战。该研究的热界面材料和散热器优化方法可应用于阳光储能变流器和光伏逆变器的功率模块设计。通过优化TIM材料选择和散热结构设计，降低器件结温，提升功率密度和可靠性。结合阳光三电平...
基于数据驱动振荡模式预测的风电并网系统谐振抑制方法
Data-Driven Oscillation Mode Prediction Based Resonance Mitigation Scheme for Wind Turbine Generators Connected Power System
Lujie Yu · Jiong Ding · Jiebei Zhu · Heyu Luo 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
本文提出了一种数据驱动的振荡模式预测（DOMP）模型，旨在减轻风力发电机（WTG）接入电力系统中的潜在模态谐振问题，而无需建立复杂的状态空间分析模型。该方法首先对历史运行场景下的系统振荡模式进行识别和聚类，以提供高质量的训练数据。然后，采用深度极限学习机算法对DOMP模型进行训练，将场景信息作为输入，已识别的振荡模式作为输出。基于DOMP预测的振荡模式，对WTG控制参数进行优化，以防止潜在的模态谐振，并提高系统在未来不确定场景下的小信号稳定性。通过对改进的IEEE 39节点和IEEE 118节点...
解读: 该数据驱动振荡预测技术对阳光电源的风电变流器和储能产品具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的并网控制，提升大规模储能电站的谐振抑制能力；也可集成到SG系列逆变器的GFM/GFL控制中，增强新能源并网系统稳定性。该方法无需精确建模，通过机器学习实现在线预测和自适应控制，契合阳光电源在智能化...
针对具有非致命外延形貌缺陷的4H-SiC MOSFET性能与可靠性的系统性研究
Systematic Investigation on the Performance and Reliability of 4H-SiC MOSFETs With Nonkiller Epitaxial Morphological Defects
Yibo Zhang · Xiaoyan Tang · Hao Yuan · Jingkai Guo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）中的外延形态缺陷会导致器件失效。虽然芯片探测（CP）方法能够识别并区分许多失效器件，但一些非致命性的外延形态缺陷常常会通过初始筛选，从而导致器件在实际应用中过早失效。本研究探讨了碳化硅形态缺陷对器件性能、短路（SC）可靠性和长期可靠性的影响。通过实验分析与技术计算机辅助设计（TCAD）模拟相结合的方法，为形态缺陷对器件性能的不同影响提供了有力证据。研究结果表明，胡萝卜形缺陷会显著降低栅极氧化物的质量，导致器件在长期可靠性测试...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于4H-SiC MOSFET外延形貌缺陷的系统性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系统的核心部件，直接影响产品的功率密度、效率和可靠性。 该研究揭示了一个关键问题：传统芯片探测（CP）筛选方法存在局限性，某些"非致命"缺陷可能通过初检但在实...
基于HZO的铁电存储器在不完全极化状态下的混合恢复策略
Hybrid Recovery Strategy for the Imprint Effect in HZO-based FeRAM Under Incomplete Polarization State
Chenyu Wang · Jiajie Yu · Shuming Guo · Xingcheng Jin 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
基于 HZO 的铁电随机存取存储器（FeRAM）在高速、低功耗应用中常处于不完全极化状态下工作。在此情况下，不完全极化会加剧由印记效应导致的器件退化。本研究提出了一种由高压单极脉冲和低压双极循环组成的混合恢复脉冲序列，以恢复 HZO 器件的保持性能。在脉冲驱动下，实现了氧空位的均匀再分布，且不增加击穿风险。对三维沟槽铁电电容器（3D - trench FeCAPs）的实验表明，通过混合恢复策略，剩余极化恢复率达 92.4%，优于传统双极循环。在 128 Kb 2T2C FeRAM 阵列中的验证显...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于HZO材料的铁电存储器（FeRAM）恢复技术虽然聚焦于存储器领域，但其底层技术原理对我们的核心产品具有重要参考价值。 在光伏逆变器和储能系统中，控制芯片需要在高速、低功耗场景下频繁进行数据读写和状态存储。该论文提出的混合恢复策略解决了不完全极化状态下的印记效应退化...
研究一种离子掺杂剂在有机半导体及热电应用中的掺杂性能
Investigating the doping performance of an ionic dopant for organic semiconductors and thermoelectric applications
Jing Guo1Yaru Feng2Jinjun Zhang2Jing Zhang3Ping-An Chen4Huan Wei5Xincan Qiu6Yu Liu6Jiangnan Xia5Huajie Chen7Yugang Bai8Lang Jiang9Yuanyuan Hu10 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
掺杂在提升有机半导体在光电子和热电器件中的性能方面起着关键作用。本研究系统探讨了离子掺杂剂4-异丙基-4′-甲基二苯基碘𬭩四（五氟苯基硼酸盐）（DPI-TPFB）作为p型掺杂剂在有机半导体中的性能与适用性。以p型PBBT-2T为模型，通过ESR、紫外-可见-近红外吸收光谱及功函数分析证实其显著掺杂效果，使薄膜电导率提升超过四个数量级。DPI-TPFB还表现出广泛的适用性，可有效掺杂多种p型材料，并使n型N2200转变为p型行为。将其应用于有机热电器件，获得约10 μW∙m⁻¹∙K⁻²的功率因子，...
解读: 该离子掺杂有机半导体技术对阳光电源热管理系统具有潜在价值。研究中10 μW∙m⁻¹∙K⁻²的热电功率因子可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的余热回收利用，将功率器件散热转化为电能，提升系统综合效率。有机热电材料的柔性特性适合贴合SiC/GaN功率模块表面进行温差发电，为辅助电路供电。在电动汽车驱...
用于全年节能的太阳能加热与辐射冷却集成双功能系统的理论研究
Theoretical studies on a dual-function system integrating solar heating and radiative cooling for year-round energy saving
Jiangfeng Guo · Zhiwei Wu · Fenghua Zhang · Hongjie Yu 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.288
摘要 太阳（6000 K）和外太空（3 K）是巨大且可持续清洁的热能与冷能来源。如何全年充分高效利用这两种能源以应对能源危机和气候变化，仍然是一个挑战。本研究提出了一种集成太阳能加热（SH）与辐射冷却（RC）技术的双功能系统，该系统具有四种运行模式：蓄热、供热风供应、蓄冷和供冷风供应。在太阳能加热与蓄热模式中，采用基于石墨烯和银的纳米流体作为传热介质，其热量通过换热器传递给空气；在蓄冷与供冷风模式中，采用在大气窗口具有高发射率的优化多层薄膜结构，并以水和空气作为传热介质。通过四种模式之间的相互切...
解读: 该太阳能供热与辐射制冷双功能系统对阳光电源储能产品线具有重要启示。系统通过四种运行模式实现全年能量管理,与我司PowerTitan储能系统的多场景应用理念高度契合。其热/冷存储技术可与ST系列PCS结合,优化能量时移策略;纳米流体传热技术为液冷储能系统提供新思路。月均16590kW·h供热和8200...
一种基于静止坐标系视角的锁频环惯性模拟方法分析
A Stationary Frame Insight for Understanding Frequency-Locked Loop-Based Inertia Emulation Approaches
Wenshuai Shi · Jingrong Yu · Ying Guo · Hang Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年7月
锁频环（FLL）是静止坐标系下跟网型逆变器的标准同步结构。随着电网规范要求逆变器提供虚拟惯性，现有两种惯性模拟方法：修改电流参考值或调整FLL内部结构，二者均依赖频率微分估计。尽管在同步坐标系下二者等效，但从静止坐标系视角看，其物理功率交换特性显著不同。改变电流参考可更有效提升并网点实际频率响应，但电压跌落时更易引发暂态失步不稳定，本文通过分析频率微分的暂态响应深入解释该现象，并提出抑制策略。此外，还讨论了电流环与直流电压环对改参考方法的影响，实验验证了结论。
解读: 该FLL惯性模拟技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的跟网型GFL控制具有重要应用价值。研究揭示了修改电流参考法在提升频率响应效率方面的优势，可直接应用于PowerTitan大型储能系统的一次调频功能优化，提升电网频率支撑能力。但该方法在电压跌落时易失步的特性，为阳光电源产品的低电压...
替代燃料分布式发电系统的可行性、环境与经济性分析
Feasibility, environmental, and economic analysis of alternative fuel distributed power systems for reliable off-grid energy supply
Zaixing Wang · Yi Lin · Yu Guo · Fengli Liang 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
可靠的离网能源供应在偏远地区和应急场景中仍然面临挑战，特别是对于通信基站而言，传统的单燃料系统常常面临燃料依赖性和供应中断的问题。在我们前期验证了现场制氢用多燃料重整技术的基础上，本研究开发了一种集成燃料重整与燃料电池技术的替代燃料灵活发电系统。首先通过实验验证该系统的可行性，随后通过仿真模拟评估多种系统结构。实验验证结果表明，甲烷、甲醇、乙醇、煤油和柴油五种燃料均能实现稳定的氢气生成和持续的电力输出。各燃料系统均可稳定输出接近500 W的功率，燃料转化率均超过95%，氢气含量高于70%，产氢速...
解读: 该多燃料制氢-燃料电池系统为阳光电源离网储能方案提供重要补充思路。针对通信基站等场景,可与ST系列PCS协同构建混合供电系统:燃料电池提供长时基载,储能系统负责功率调节与波动平抑。系统53.1%的能效及多燃料适应性,启发iSolarCloud平台开发燃料-储能协同优化算法。GFM控制技术可实现燃料电...