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高击穿电压的710 GHz氮化镓梯度掺杂肖特基势垒二极管
710 GHz GaN gradient doped Schottky barrier diode with high breakdown voltage
Xiufeng Song · Shenglei Zhao · Kui Dang · Longyang Yu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种基于氮化镓（GaN）材料的梯度掺杂肖特基势垒二极管，实现了高达710 GHz的截止频率和优异的击穿特性。通过优化梯度掺杂结构，有效调控了电场分布，显著提升了器件的击穿电压，同时保持了低势垒高度与低寄生电阻，从而实现高频与高功率兼容性能。该器件在太赫兹应用中展现出巨大潜力，为下一代高频电子器件提供了可行的技术路径。
解读: 该710GHz GaN梯度掺杂肖特基二极管技术对阳光电源功率器件升级具有重要参考价值。其梯度掺杂结构优化思路可启发我们在SG系列逆变器和ST系列储能变流器中GaN器件的设计，特别是在高频DC-DC变换环节。高击穿电压特性有助于提升1500V系统的可靠性，而优异的高频特性可支持逆变器向更高开关频率发展...
缺陷演化对14 MeV中子辐照后AlGaN/GaN HEMT电学性能的影响
The impact of defect evolution on the electrical performance of AlGaN/GaN HEMT after 14-MeV neutron irradiation
Von Bardeleben · Van De Walle · China Machine Press · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
研究了14 MeV中子辐照及退火处理对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）电学性能与缺陷演化关系的影响。随着辐照注量增加，器件的漏极电流、跨导及载流子浓度显著下降，而反向栅泄漏电流上升。通过深能级瞬态谱技术分析发现，中子辐照引入了多个深能级缺陷，其浓度随注量增加而升高，且在退火过程中部分缺陷发生转化或湮灭。研究表明，位移损伤导致的点缺陷及其演化进程是电学性能退化的主要机制，为HEMT在辐射环境中的可靠性评估提供了重要依据。
解读: 该GaN HEMT中子辐照损伤机理研究对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。研究揭示的深能级缺陷演化规律可指导SG系列光伏逆变器、ST储能变流器及电动汽车驱动系统中GaN器件的可靠性设计。针对辐照引起的载流子浓度下降、栅泄漏增加等退化机制，可优化器件筛选标准和老化测试方案。退火处理对缺陷的修复效应...
基于源/漏隧道结接触实现漏极电流超过110 mA/mm的增强型GaN/AlGaN p沟道场效应晶体管
Enhancement-mode GaN/AlGaN p-channel field effect transistors with _I_ D **>** 110 mA/mm achieved through source/drain tunnel junction contacts
Zhaofeng Wang · Zhihong Liu · Xiaojin Chen · Xing Chen 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种采用源极/漏极隧道结接触技术实现高性能增强型GaN/AlGaN p沟道场效应晶体管的研究。通过优化Mg掺杂p型层结构与低温外延生长工艺，显著提升了空穴浓度与迁移率，实现了低电阻欧姆接触。器件在常温下表现出增强型工作特性，最大漏极电流密度超过110 mA/mm，跨导达15 mS/mm，亚阈值摆幅为120 mV/dec。该结果为宽禁带半导体p沟道器件的性能突破提供了有效路径。
解读: 该p沟道GaN器件技术对阳光电源功率电子产品具有重要应用价值。110 mA/mm的电流密度和增强型特性可应用于：1）ST储能变流器和PowerTitan系统的双向功率变换模块，p沟道与n沟道GaN器件互补配对可实现更高效的三电平拓扑和双向DC-DC变换；2）车载OBC和电机驱动系统，p沟道器件可简化...
基于回声状态网络的实时误差补偿迁移学习以增强风力发电预测
Real-time Error Compensation Transfer Learning with Echo State Networks for Enhanced Wind Power Prediction
Yingqin Zhua · Yue Liub · Nan Wangc · Zhao Zhao Zhang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379
准确的风力发电预测对于高效的能源管理和电网稳定至关重要，能够帮助能源供应商平衡供需、优化可再生能源的集成、降低运行成本并提高电力系统的可靠性。回声状态网络（Echo State Network, ESN）由于其结构简单且训练速度快，被广泛应用于非线性动态系统的建模。然而，在处理高阶非线性复杂性时，ESN容易产生系统误差，导致模型精度下降。为克服这一问题，本文提出了误差补偿迁移学习回声状态网络（Error Compensation Transfer Learning Echo State Netw...
解读: 该ETL-ESN风电预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其2秒快速训练和95%以上精度提升可显著优化ST系列PCS的能量管理策略和PowerTitan储能系统的充放电调度。实时误差补偿机制可增强iSolarCloud平台的预测性维护能力,提升新能源并网稳定性。迁移学习方法为不同机型的GFM/...
一种超低功耗的压力敏感及驻极体栅控有机薄膜晶体管
A Pressure-Sensitive and Piezoelectret-Gated Organic Thin-Film Transistor With Ultra-Low Power Consumption
Wen Hu · Yue Zhao · Jianwei Zhu · Yongguang Wei 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年4月
有机薄膜晶体管和传感器对于柔性电子技术充分发挥其改变人类生活的潜力至关重要。然而，目前的有机晶体管常常受到高阈值电压和高功耗的限制，并且与传感器集成会增加占用空间和设计复杂度。在本文中，我们发现驻极体中压力诱导的电场能有效调制有机半导体中的电荷输运。驻极体栅控晶体管无需栅电极，并具备压力传感能力，低工作电压使器件的功耗达到纳瓦级别。通过改变驻极体中的偶极子取向，该器件既可以工作在增强模式，也可以工作在耗尽模式，从而简化了电路设计，实现对压力的直接逻辑运算。驻极体栅控机制以及这种对压力敏感、低功耗...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项压敏压电驻极体栅控有机薄膜晶体管技术虽然属于柔性电子领域的基础研究，但其核心创新点与我司在智能化、低功耗化方向的战略布局存在潜在协同价值。 该技术的纳瓦级功耗特性对我司储能系统和分布式能源管理具有启发意义。当前光伏逆变器和储能系统的监测传感器网络普遍面临功耗与成本的平...
近似自适应分布鲁棒优化在能量与备用调度中的应用
Approximately Adaptive Distributionally Robust Optimization for Energy and Reserve Dispatch
Kaiping Qu · Yue Chen · Changhong Zhao · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
本文提出两种用于含风电不确定性能量与备用调度的近似自适应分布鲁棒优化（AADRO）新范式。基于分段线性策略的AADRO（PLP-AADRO）将自适应优化的补偿决策近似为分段仿射调整，而基于分段价值函数的AADRO（PVF-AADRO）将二次补偿问题转化为多个分段线性问题。通过等概率原则实现对风电模糊集的高质量分段，使分布鲁棒二次成本约束可分解为解耦的分段约束，从而构建低迭代或非迭代模型。利用对偶理论和S-引理，将两阶段AADRO精确转化为含半定约束的可处理形式；PVF-AADRO中的分布鲁棒成本...
解读: 该研究提出的近似自适应分布鲁棒优化方法对阳光电源储能系统的调度优化具有重要应用价值。特别是对PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器的能量管理系统(EMS)，可通过PLP-AADRO方法优化储能与风电联合调度策略，提升系统经济性。该方法能够有效处理风电出力不确定性，通过分段线性策略实现储...
采用PCB走线集成的两相谐振开关电容变换器
A Two-Phase Resonant Switched-Capacitor Converters Using PCB Trace Integration
Longyang Yu · Shenglei Zhao · Xiufeng Song · Tao Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
谐振开关电容变换器具有无电容电流尖峰、实现软开关、高可靠性和高效率的优点，但因使用分立谐振电感而限制了功率密度。为此，本文提出一种基于PCB铜箔走线集成谐振电感的方法，应用于两相谐振开关电容变换器。该方法基于直接耦合理论，利用两相变换器在相内PCB走线的耦合，缩短走线长度并降低铜损，同时消除分立电感的铁芯损耗。所提方法可提升轻载效率与功率密度，并降低分立电感成本。实验搭建了240W GaN基原型样机，对比验证了该集成方法的有效性。结果表明，采用PCB走线电感的样机具有更高的轻载效率和功率密度。
解读: 该PCB走线集成谐振电感技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的DC-DC变换环节，可通过PCB走线替代分立电感，显著提升轻载效率和功率密度，降低磁性元件成本。该技术与阳光电源现有GaN器件应用形成协同，特别适用于车载OBC充电机等空间受限场景。两相谐振开关电容拓扑的软开...
基于反步法的主动抗扰解耦控制在液压驱动下肢外骨骼机器人中的应用
Active Disturbance Rejection Control With Backstepping for Decoupling Control of Hydraulic Driven Lower Limb Exoskeleton Robot
Jinsong Zhao · Yunpeng Zhang · Huidong Hou · Yuwei Yue 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
液压驱动下肢外骨骼机器人（HDLLER）是一种助力运动装置，可帮助穿戴者提高承重能力并减轻疲劳。然而，HDLLER 是一个非线性系统，关节之间存在强耦合以及参数摄动问题，这会影响其轨迹跟踪性能。本文聚焦于一种有效的解耦控制算法。首先，通过反馈线性化将 HDLLER 的强耦合非线性系统从严格反馈形式转换为规范形式，从而避免反步方法的微分爆炸问题。为了重构变换后系统的状态变量和非线性项，采用了自抗扰控制（ADRC）最重要的组成部分——扩张状态观测器（ESO）。然后，设计了基于 ESO 的反步控制器，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的自抗扰控制与反步法结合的解耦控制算法，虽然应用于液压驱动外骨骼机器人领域，但其核心技术理念与我们在新能源系统控制中面临的挑战高度契合。 在光伏逆变器和储能系统领域，我们同样面临多变量强耦合、非线性动态响应以及参数不确定性等控制难题。该论文通过反馈线性化将严格...
一种适用于无线功率传输应用的通用耦合和/或解耦集成电感器优化方法
A Generic Coupled and/or Decoupled Integrated Inductors Optimization for WPT Applications
Peyman Darvish · Hui Cao · Muhammad Fasih Uddin · Houqing Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
在无线电能传输（WPT）系统中使用集成电感器具有诸多优势，例如减少铁氧体材料的使用、降低成本、缩小变换器尺寸以及提高功率密度。本文提出了一种适用于WPT系统中集成电感器的优化方法，该方法不仅可应用于需要完全解耦的直流 - 直流变换器，还可用于补偿电感器，能将电能导向所需线圈的同时与其他线圈解耦。为加速优化过程，本文提出了一种改进的集总环路模型，以实现为不同的WPT应用同时设计多个解耦和/或耦合的集成电感器。以双侧LCC拓扑结构为例进行研究，优化设计可使发射端和接收端的附加集成电感器的自感分别降低...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项集成电感优化技术对我们的无线充电和电力电子产品线具有重要的战略价值。该技术通过优化耦合/解耦集成电感设计，实现了26%的自感降低和96.5%的直流效率，这与我们在光伏逆变器和储能系统中追求的高功率密度、高效率目标高度契合。 在产品应用层面，该技术可直接赋能我们的电动汽...
基于分布式气隙与高热导率平面磁元件的3D氮化镓PoL转换器
A 3-D GaN-Based PoL Converters Based on the Planar Magnetic Component With Distributed Air Gap and High Thermal Conductivity
Longyang Yu · Wei Mu · Shenglei Zhao · Xiufeng Song 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
新兴的氮化镓器件具有更小的体积和更低的开关损耗，适用于点负载（PoL）转换器。然而，高频铁氧体材料的磁芯损耗密度已接近瓶颈，难以进一步减小磁芯截面积，导致平面电感成为多数PoL转换器中高度最高的元件。本文提出一种基于合金粉末磁芯集成磁元件的3D GaN PoL转换器，该磁元件具有分布式气隙、更低的磁芯损耗和更高的热导率，显著提升转换器的效率与散热性能。文章详细分析了磁元件的寄生参数、磁设计及热特性，并搭建了90 W、12–1.8 V的四相PoL转换器样机，对比采用铁氧体与合金磁芯的性能。实验结果...
解读: 该3D GaN PoL转换器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器中，分布式气隙平面磁元件可显著降低DC-DC变换级的体积与损耗，提升功率密度；合金粉末磁芯的高热导率特性可改善散热设计，延长系统寿命。在SG光伏逆变器的Boost升压电路中，该磁元件技术可减小电感体积，配合GaN器...
基于动态时空注意力图卷积网络与误差修正的光伏功率预测方法
PV power forecasting method using a dynamic spatio-temporal attention graph convolutional network with error correction
Zhao Zhenabd · Yufei Yang · Fei Wangabc · Nanpeng Yue 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300
摘要 优异的短期光伏发电功率预测对于制定光伏发电计划及实现电力系统的经济调度至关重要。然而，现有的短期预测方法并未深入探讨输入特征的可解释性，通常依赖静态相关性分析方法处理数值天气预报（NWP）数据，并且常常忽视对功率预测误差进行修正的关键步骤。针对上述三项研究不足，本文提出一种结合基于分解的误差修正机制的动态时空注意力图卷积网络（STAGCN）短期光伏功率预测方法。首先，采用时空重要性模型解释方法对多源NWP数据进行特征提取，识别出对模型预测具有关键作用的特征变量。其次，引入时空特征变换与融合...
解读: 该动态时空注意力图卷积网络光伏功率预测技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台及储能系统具有重要应用价值。通过多源NWP特征提取和误差修正机制,可显著提升SG系列逆变器的发电功率预测精度,优化PowerTitan储能系统的充放电策略制定。该方法的可解释性增强和动态时空建模思路,可集成至预测性...
一种用于中压电力牵引驱动的100 kHz内并联Si+SiC混合多电平变换器的设计与验证
Design and Validation of a 100 kHz Inner-Paralleled Si+SiC Hybrid Multilevel Converter for Medium-Voltage Electric Traction Drives
Feng Guo · Fei Diao · Zhuxuan Ma · Pengyu Lai 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
本文针对 3 kV 直流母线的电力牵引驱动系统，设计并开发了一种新型的带有内部并联（IP）半桥（HB）的中压（MV）混合式多电平逆变器。在该提出的混合式拓扑结构中，每相由一个有源中性点钳位（ANPC）三电平（3 - L）单元和一个 IP 单元组成，其中 ANPC 三电平单元采用工作在基频的 3.3 kV 硅（Si）绝缘栅双极型晶体管（IGBT），而 IP 单元采用定制的 3.3 kV H 桥碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET），工作频率为 50 kHz。通过线...
解读: 该100kHz Si+SiC混合多电平技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在新能源汽车业务中，可直接应用于电机驱动系统，高频运行特性能显著提升功率密度，降低车载系统体积重量。对于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器，内并联混合拓扑可优化现有三电平方案，通过Si/SiC器件协同工作实现开关损耗与成...
钠诱导的掺钨氧化铟薄膜及异质结太阳能电池在湿热环境中的退化
Sodium-induced degradation of tungsten doped indium oxide film and HJT solar cells in damp-heat environment
Yunren Luo · Jianhua Shi · Shuyi Chen · Haodong Chen 等14人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.296
摘要 硅异质结（HJT）太阳能电池的可靠性是延长其光伏系统寿命的关键。钠被认为是使用钠钙玻璃封装的光伏组件性能衰减的主要因素之一。本研究探讨了在湿热条件（DH，85 °C和85%相对湿度）下，未封装HJT太阳能电池因NaHCO₃引起的退化行为。Na⁺和H₂O在IWO薄膜晶界处的化学吸附可促进氧化铟向氢氧化铟的转化，导致载流子迁移率下降以及晶界势垒升高。此外，Na⁺穿过IWO薄膜扩散至HJT太阳能电池的钝化层，会恶化nc-Si:H的钝化效果，从而引起HJT太阳能电池效率的降低。研究发现，具有大晶粒...
解读: 该研究揭示HJT电池在湿热环境下钠离子诱导的IWO薄膜降解机制,对阳光电源SG系列光伏逆变器系统可靠性设计具有重要参考价值。研究发现大晶粒IWO薄膜可显著降低效率衰减(从71.4%降至36.6%),为iSolarCloud平台的组件衰减预测模型提供理论依据。建议在逆变器MPPT算法中加入组件湿热老化...
新型低热损光伏光热集热器耦合吸收式制冷系统的性能分析
Performance analysis of novel low heat loss photovoltaic thermal collector coupled absorption cooling systems
Ken Chen · Xue Liab · Kongfu Huab · Junjie Chen 等10人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300
摘要 太阳能光伏/光热（PV/T）集热器驱动的吸收式制冷系统具有同时发电和制冷的潜力。然而，传统的平板式PV/T集热器存在显著的热损失，特别是辐射和对流损失，导致其难以达到有效驱动吸收式制冷机所需的中高温出口温度。因此，这类系统通常需要辅助热源，从而降低了整体效率和经济可行性。为克服这些局限性，本研究提出并实验验证了两种新型低热损平板式PV/T集热器设计：低发射率PV/T集热器和真空低发射率PV/T集热器。这两种设计通过集成低发射率太阳能电池和真空中间层，在无需聚光或太阳跟踪系统的情况下有效抑制...
解读: 该低热损PV/T集热器技术为阳光电源光储冷联供系统提供创新方向。可结合SG系列光伏逆变器与ST储能系统,构建高效三联供方案:PV/T组件同步输出电能(经逆变器并网)和中高温热能(驱动吸收式制冷),配合储能系统削峰填谷。真空低发射率设计使集热器在80-110°C工况下热损降低75.7%,显著提升系统太...
基于TCN-LSTM神经网络与迁移学习的数字孪生支持型电池状态估计
Digital Twin-supported Battery State Estimation Based on TCN-LSTM Neural Networks and Transfer Learning
Kai ZhaoYing LiuYue ZhouWenlong MingJianzhong Wu · 中国电机工程学会热电联产 · 2025年1月 · Vol.45
准确估计电池荷电状态（SOC）、健康状态（SOH）及剩余使用寿命（RUL）对储能技术发展至关重要。本文提出一种融合时间卷积网络（TCN）与长短期记忆网络（LSTM）的数字孪生（DT）支持型电池状态估计算法。构建四层层次化DT架构以克服传统电池管理系统在计算与存储上的局限，并引入基于迁移学习的在线TCN-LSTM模型，实现神经网络参数的动态更新与实时精度优化。实验结果表明，该方法在90个循环数据下SOC、SOH和RUL的平均均方根误差分别为1.1%、0.8%和0.9%，显著优于传统CNN等模型，展...
解读: 该数字孪生支持的电池状态估计技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能方案具有重要应用价值。TCN-LSTM融合架构可直接集成至BMS系统，实现SOC/SOH/RUL的高精度实时估计（RMSE<1.1%），显著提升电池全生命周期管理能力。四层DT架构突破边缘侧计算瓶颈，可与iSol...
带电条件下光伏火灾灭火最小安全距离的建模与计算方法
Modelling and calculation method of minimum safety distance for photovoltaic fire extinguishing under energized conditions
Yue Wang · Shouxiang Wang · Qianyu Zhao · Wang Zhang · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.288
摘要 尽管光伏发电被广泛认为是一种清洁且可再生的能源，但它也增加了建筑物火灾风险以及潜在的结构损坏。光伏组件持续输出的高电压直流电（DC）在消防作业过程中带来了显著的电击风险。水作为一种成本低廉且高效的灭火剂，常用于扑灭光伏系统火灾。然而，使用水灭火存在电流通过水流传播的风险，从而增加电击发生的可能性。目前现有模型所涵盖的光伏组件电流水平、灭火距离、以及所用水枪的流量和压力范围相对有限，尤其缺乏针对更高电流水平和大流量水枪的有效安全距离计算模型。为解决现有模型与实际工况之间的差异，本研究旨在分析...
解读: 该光伏消防安全距离模型对阳光电源SG系列逆变器及大型地面电站具有重要应用价值。研究揭示的高压直流电击风险为我们的1500V系统设计提供安全参考依据。建议在iSolarCloud平台集成火灾预警模块,结合逆变器快速关断技术和直流拉弧检测算法,实现故障时自动降压或断电。针对大型储能系统PowerTita...