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基于结的深台面终端用于千伏级垂直β-Ga2O3功率器件
Junction-based deep mesa termination for multi-kilovolt vertical β-Ga2O3 power devices
Jiangbin Wan · Hengyu Wang · Chi Zhang · Ce Wang · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种基于结的深台面终端结构，用于提升千伏级以上垂直β-Ga2O3功率器件的击穿性能。通过精确控制台面刻蚀深度并结合p型掺杂层形成局部PN结，有效调制表面电场分布，抑制边缘击穿。实验结果表明，该终端结构显著提高了器件的击穿电压与可靠性，为高性能氧化镓功率器件的规模化应用提供了可行方案。
解读: 该β-Ga2O3功率器件终端技术对阳光电源具有前瞻性战略价值。深台面结终端结构实现的千伏级击穿电压和高可靠性，可为ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的下一代功率模块提供超越SiC的技术路径。Ga2O3的超宽禁带特性（4.8eV）和高临界击穿场强（8MV/cm）可显著降低导通损耗，提升1500V光...
通过周期性Mo背接触织构增强CZTSSe太阳能电池在带边的光谱响应和电荷传输
Boosting spectral response at band edge and charge transport in CZTSSe solar cells by periodic Mo back-contact texturing
Yuhao Zhang · Letu Siqin · Ruijian Liu · Yunjie Bai 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
内蒙古自治区半导体光伏技术与能源材料重点实验室，量子物理与技术研究中心，内蒙古大学物理科学与技术学院。
解读: 该CZTSSe电池背接触织构技术对阳光电源SG系列光伏逆变器的组件适配具有参考价值。周期性Mo背接触通过增强带边光谱响应和电荷传输，可提升薄膜电池在长波段的光电转换效率，这与阳光电源MPPT算法优化方向一致。该技术对低辐照条件下的发电性能提升明显，可为SG系列逆变器的宽电压窗口设计和弱光跟踪算法提供...
重复过压开关下GaN HEMT的在线RDS(on)表征与寿命预测
In-situ RDS(on) Characterization and Lifetime Projection of GaN HEMTs Under Repetitive Overvoltage Switching
Ruizhe Zhang · Ricardo Garcia · Robert Strittmatter · Yuhao Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文针对GaN HEMT在高转换速率开关条件下的瞬态电压过冲现象，首次准确表征了重复过压应力下动态导通电阻（RDS(ON)）的演变规律，并提出了相应的寿命预测模型，为评估GaN器件在电力电子应用中的可靠性提供了关键参考。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用日益广泛。本文提出的动态导通电阻表征及寿命预测方法，对于优化阳光电源高频开关电路的设计、提升产品在复杂工况下的可靠性具有重要指导意义。建议研发团队参考该研究，在组串式逆变器和充电桩的功率模块设计中，建立针对GaN...
功率半导体开关的功率循环测试：方法、标准、局限性与展望
Power Cycling Testing for Power Semiconductor Switches: Methods, Standards, Limitations, and Outlooks
Yi Zhang · Patrick Heimler · James Opondo Abuogo · Xinyue Zhang 等14人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
可靠性是功率半导体及电力电子系统的核心指标。随着宽禁带（WBG）器件及新型封装技术的快速应用，现有的可靠性测试与量化标准显得碎片化。本文综述了功率循环测试的方法、标准及局限性，为设计人员和可靠性工程师提供了关键指导，旨在提升电力电子系统的寿命评估能力。
解读: 可靠性是阳光电源的核心竞争力。随着PowerTitan储能系统及组串式逆变器向高功率密度演进，SiC等宽禁带器件的应用日益广泛，其热疲劳与功率循环寿命成为系统长效运行的关键。本文研究的方法论可直接指导阳光电源研发中心对功率模块进行更精准的寿命预测与加速老化测试，优化散热设计与封装工艺。建议在iSol...
兆赫兹高频开关下p-Gate GaN HEMT的过压鲁棒性研究
Overvoltage Robustness of p-Gate GaN HEMTs in High Frequency Switching up to Megahertz
Ruizhe Zhang · Qihao Song · Qiang Li · Yuhao Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
本文研究了无雪崩能力的GaN HEMT功率器件在连续高频过压开关下的鲁棒性。通过开发基于有源钳位电路的零电压开关转换器测试平台，实现了千伏级过压和兆赫兹频率下的稳定开关测试，揭示了GaN器件在极端工况下的失效边界与可靠性机理。
解读: GaN作为第三代半导体，在提升阳光电源组串式逆变器及户用储能系统功率密度方面具有巨大潜力。该研究针对GaN器件在高频过压下的失效机理分析，为公司在开发下一代高频、高效率功率模块时，优化驱动电路设计、改进有源钳位保护策略提供了关键理论支撑。建议研发团队关注该测试方法，以提升公司在极端工况下对宽禁带半导...
具有超过60A浪涌电流能力的封装型氧化镓肖特基整流器
Packaged Ga2O3 Schottky Rectifiers With Over 60-A Surge Current Capability
Ming Xiao · Boyan Wang · Jingcun Liu · Ruizhe Zhang 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
超宽禁带氧化镓（Ga2O3）器件在电力电子领域展现出巨大潜力，但其低热导率引发了对其电热鲁棒性的担忧。本文首次展示了采用底部冷却和双面冷却封装的大面积Ga2O3肖特基势垒二极管（SBD），并验证了其在浪涌电流条件下的电热性能。
解读: 氧化镓作为下一代超宽禁带半导体，其高击穿电场特性有望进一步提升光伏逆变器和储能变流器（PCS）的功率密度与效率。目前阳光电源在SiC器件应用上已处于行业领先地位，该研究关注的Ga2O3热管理与封装技术，对未来开发更高功率密度的PowerTitan储能系统及组串式逆变器具有前瞻性参考价值。建议研发团队...
共源共栅GaN HEMT在非钳位感性开关下的鲁棒性
Robustness of Cascode GaN HEMTs in Unclamped Inductive Switching
Qihao Song · Ruizhe Zhang · Joseph Kozak · Jingcun Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
浪涌能量鲁棒性对汽车动力总成和电网等应用至关重要。与Si和SiC MOSFET不同，GaN HEMT缺乏雪崩能力，主要依靠过压能力承受浪涌能量。本文对共源共栅GaN HEMT在非钳位感性开关（UIS）条件下的浪涌能量鲁棒性进行了全面研究。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及电动汽车充电桩领域对高功率密度和高效率的需求日益增长，GaN器件的应用潜力巨大。本文针对GaN HEMT在UIS条件下的鲁棒性研究，为阳光电源在设计高频、紧凑型功率变换模块时提供了关键的可靠性评估依据。建议研发团队在引入GaN器件时，重点关注其过压耐受特性，并优化驱动电...
P-Gate GaN HEMT的浪涌能量与过压耐受性
Surge-Energy and Overvoltage Ruggedness of P-Gate GaN HEMTs
Ruizhe Zhang · Joseph P. Kozak · Ming Xiao · Jingcun Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
功率器件安全承受浪涌能量的能力是其核心可靠性指标。本文深入探讨了缺乏雪崩能力的GaN HEMT在浪涌能量下的物理过程，揭示了P-Gate GaN HEMT的失效机制，为提升宽禁带器件在严苛工况下的应用可靠性提供了理论支撑。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用前景广阔。本文研究的P-Gate GaN HEMT浪涌耐受性直接关系到逆变器在电网电压波动或雷击浪涌下的生存能力。建议研发团队参考该失效机制，在产品设计中优化驱动电路与保护策略，以应对GaN器件在极端工况下的脆弱性...
氮化镓功率器件的稳定性、可靠性与鲁棒性综述
Stability, Reliability, and Robustness of GaN Power Devices: A Review
Joseph Peter Kozak · Ruizhe Zhang · Matthew Porter · Qihao Song 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
氮化镓（GaN）器件在提升电力电子设备的效率、频率及功率密度方面具有革命性意义。然而，其材料特性、器件架构及物理机制与硅（Si）和碳化硅（SiC）存在显著差异，导致了独特的稳定性、可靠性及鲁棒性挑战。本文系统梳理了GaN器件面临的关键技术瓶颈与失效机理。
解读: GaN器件是实现阳光电源下一代高频、高功率密度逆变器及充电桩产品的关键技术路径。随着户用光伏逆变器和电动汽车充电桩向轻量化、小型化发展，GaN的应用能显著降低开关损耗并提升系统效率。建议研发团队重点关注GaN在高温、高压环境下的长期可靠性评估，特别是针对iSolarCloud平台下的运行数据进行失效...
GaN HEMT稳态开关过程中的输出电容损耗
Output Capacitance Loss of GaN HEMTs in Steady-State Switching
Qihao Song · Ruizhe Zhang · Qiang Li · Yuhao Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文针对高频应用中GaN HEMT输出电容（C_OSS）充放电产生的损耗问题，提出了一种基于非钳位电感开关（UIS）测试平台的简便损耗表征方法，为高频功率变换器的效率评估提供了新手段。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型储能系统（如PowerStack）中对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用趋势日益明显。该研究提出的C_OSS损耗表征方法，能够帮助研发团队更精准地评估GaN器件在高频开关下的损耗特性，从而优化逆变器及DC-DC变换器的磁性元件设计与驱动电路参数。建议在下一代...
垂直结构氮化镓鳍式结型场效应管
Fin JFET）短路鲁棒性的突破
Ruizhe Zhang · Jingcun Liu · Qiang Li · Subhash Pidaparthi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
当前商用氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）短路鲁棒性不足，在400V总线电压下短路耐受时间通常小于1μs，远低于汽车动力总成要求的10μs以上。本文展示了一种垂直结构GaN Fin JFET，通过器件结构创新显著提升了短路耐受能力，为GaN器件在高性能电力电子系统中的应用提供了新路径。
解读: 该研究针对GaN器件短路耐受力弱这一行业痛点，提出了垂直结构GaN Fin JFET方案。对于阳光电源而言，该技术若实现商业化，将极大提升公司在电动汽车充电桩及高功率密度光伏逆变器中的竞争力。特别是在户用光伏逆变器和充电桩产品线中，利用高鲁棒性的GaN器件可进一步减小磁性元件体积，提升整机效率与可靠...
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7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...
共源共栅GaN HEMT在高频软开关应用中输出电容损耗的起源
Origin of Soft-Switching Output Capacitance Loss in Cascode GaN HEMTs at High Frequencies
Qihao Song · Ruizhe Zhang · Qiang Li · Yuhao Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文研究了GaN HEMT在高频软开关应用中输出电容（COSS）损耗（EDISS）的物理机制。研究指出，共源共栅（Cascode）结构的GaN器件在充放电过程中存在非理想损耗，这成为限制高频功率变换效率的关键瓶颈。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩领域对功率密度要求的不断提升，高频化已成为核心技术趋势。GaN器件凭借优异的开关特性成为提升效率的关键，但共源共栅GaN在高频软开关下的损耗问题直接影响整机效率与热设计。建议研发团队在开发下一代高频紧凑型逆变器或充电模块时，重点评估该损耗机制对系统效率的影响...
接近击穿电压下GaN HEMT在过压硬开关中的退化与恢复
Degradation and Recovery of GaN HEMTs in Overvoltage Hard Switching Near Breakdown Voltage
Joseph P. Kozak · Qihao Song · Ruizhe Zhang · Yunwei Ma 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
GaN HEMT器件雪崩能力有限，在接近动态击穿电压（BVdyn）的过压硬开关条件下易发生灾难性失效。本文首次对比研究了三种主流GaN HEMT在重复过压开关过程中的参数漂移与恢复特性，揭示了其在极限工况下的可靠性演变规律。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用日益广泛。该研究揭示了GaN在极限过压工况下的退化机制，对于优化逆变器及充电桩的驱动电路设计、过压保护策略及器件选型具有重要指导意义。建议研发团队在设计高频功率模块时，充分考虑动态击穿电压限制，并利用文中提到的恢...
通过栅极驱动设计调节垂直GaN JFET的雪崩路径
Tuning Avalanche Path in Vertical GaN JFETs By Gate Driver Design
Jingcun Liu · Ruizhe Zhang · Ming Xiao · Subhash Pidaparthi 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
1.2kV垂直氮化镓（GaN）鳍式沟道结型场效应晶体管（JFET）是极具潜力的功率器件，其导通电阻低于同规格SiC MOSFET。本文研究了垂直GaN JFET的雪崩能力，并提出通过栅极驱动设计来优化其雪崩路径，以提升器件在电力电子应用中的鲁棒性。
解读: 作为全球领先的光伏和储能供应商，阳光电源在追求更高功率密度和效率的过程中，对宽禁带半导体技术高度关注。1.2kV垂直GaN JFET在耐压和导通电阻上的优势，使其在未来高压组串式逆变器及小型化储能PCS中具有应用潜力。该研究提出的栅极驱动优化方案，能够有效提升GaN器件在复杂工况下的雪崩耐受力，这对...
1.2–10 kV SiC MOSFET的第三象限导通损耗：栅极偏置控制的影响
Third Quadrant Conduction Loss of 1.2–10 kV SiC MOSFETs: Impact of Gate Bias Control
Ruizhe Zhang · Xiang Lin · Jingcun Liu · Slavko Mocevic 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文探讨了功率MOSFET在第三象限导通时，栅极偏置（VG）对MOS沟道与体二极管电流分配的影响。研究表明，对于1.2 kV SiC平面MOSFET，施加高于阈值电压的正向栅极偏置可实现双通道并联导通，从而有效降低第三象限压降及导通损耗。
解读: 该研究对阳光电源的高效能电力电子产品至关重要。在组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中，SiC MOSFET的第三象限导通特性直接影响双向DC-DC变换器及逆变器的效率。通过优化栅极驱动策略（如动态调整VG），可显著降低死区时间内的导通损耗，提升系统整体转换效率。建议...
基于电路法的P-Gate GaN HEMT栅极鲁棒性与可靠性评估
Gate Robustness and Reliability of P-Gate GaN HEMT Evaluated by a Circuit Method
Bixuan Wang · Ruizhe Zhang · Qihao Song · Hengyu Wang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
针对GaN SP-HEMT栅极过压裕度小的问题，现有直流偏置或脉冲I-V测试方法难以模拟实际变换器中的栅极电压过冲。本文提出了一种新的电路评估方法，能够更真实地反映实际工况下的栅极可靠性。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用成为趋势。该文章提出的电路级栅极可靠性评估方法，能够有效指导研发团队在设计阶段规避GaN器件在复杂开关瞬态下的失效风险。建议在组串式逆变器的高频功率级设计中引入该评估方法，以优化驱动电路设计，提升产品在极端工况下...
1.2kV垂直结构氮化镓结型场效应晶体管的评估及兆赫兹变换器应用
Evaluation and MHz Converter Application of 1.2-kV Vertical GaN JFET
Xin Yang · Ruizhe Zhang · Qiuzhe Yang · Qihao Song 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文首次对1.2kV、75mΩ的垂直结构氮化镓（GaN）结型场效应晶体管（JFET）进行了全面评估。该器件具备低导通电阻、常关特性及雪崩能力。通过优化RC接口栅极驱动器，研究了其在兆赫兹高频变换器中的应用潜力。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器和户用储能系统向高功率密度、小型化方向发展，对开关频率和效率的要求日益严苛。1.2kV垂直GaN JFET作为宽禁带半导体的前沿技术，其高频特性可显著减小磁性元件体积，提升系统功率密度。建议研发团队关注该器件在户用光伏逆变器及小型化DC-DC变换器中的应用潜力，特别是在提升转...
一种具有双斜坡控制的12/24V转亚1V双降压转换器，用于VCF平衡和快速瞬态响应
A 12/24 V-to-Sub-1 V Double Step-Down Converter With Dual-Ramp Control for VCF Balancing and Fast Transient Response
Zhuoqi Guo · Ruidong Wang · Yongchao Zhang · Zhongming Xue 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对数据中心和AI超算对高降压比、高效率及快速瞬态响应电源的需求，本文提出了一种新型双降压（DSD）转换器。该拓扑采用双相斜坡控制技术，有效解决了现有方案在实现高效率与快速瞬态响应之间的矛盾，适用于极低电压供电场景。
解读: 该技术主要针对数据中心和AI算力中心的高电流、低电压供电场景。阳光电源目前在数据中心领域提供液冷储能系统及模块化UPS解决方案，该双降压（DSD）拓扑可提升电源模块的功率密度与动态响应能力，有助于优化阳光电源在数据中心供电链路中的DC-DC转换效率。建议研发团队关注该双斜坡控制算法在低压大电流电源模...
一种基于双变压器的超宽输出电压范围LLC谐振变换器
A Dual-Transformer-Based LLC Resonant Converter With Ultrawide Output Voltage Range
Hengpeng Zhang · Jianglin Nie · Xinyu Sun · Yuhao Deng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种基于双变压器的新型LLC谐振变换器，通过五只MOSFET和四只二极管的组合实现了四种工作模式，在压缩开关频率范围的同时，实现了7.5倍的超宽输出电压调节能力，并确保了所有MOSFET的零电压开关（ZVS）。
解读: 该拓扑结构在超宽输出电压范围下的高效率表现，对阳光电源的电动汽车充电桩及储能PCS产品线具有重要参考价值。随着电动汽车电池电压平台向800V及以上演进，充电桩模块需具备更宽的输出电压调节能力以兼容不同车型。该方案通过双变压器设计优化了频率范围，有助于提升充电模块的功率密度和转换效率。建议研发团队评估...
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