Sajad Afshar Zarandi · Reza Beiranvand · Koosha Choobdari Omran · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18

提出一种多相高电压增益谐振开关电容变换器（SCC），可在谐振频率上下实现所有功率半导体器件的软开关。通过小幅调节开关频率，采用频率调制技术即可在宽输入电压和负载变化范围内实现输出电压调节。该变换器具有对称结构、输入输出共地、输入输出滤波器小、无源元件紧凑、开关损耗低、电磁干扰小、控制电路简单及高电压增益等优点，适用于多种应用场景。

解读: 该宽输入电压谐振开关电容变换器技术对阳光电源车载OBC充电机和燃料电池系统具有重要应用价值。其宽输入电压范围特性可适配燃料电池动态输出特性，高电压增益设计可将低压燃料电池输出升压至动力电池电压等级。全软开关和频率调制技术可降低开关损耗，提升OBC效率至95%以上。紧凑型无源元件设计有助于提高功率密度...

Rabeya Khan · Nadira Farjan · Mst. Jahida Akter Jim · Jehan Yahya G. Y. Al Humaidi 等6人 · Solar Energy · 2025年7月 · Vol.295

摘要 正在研究提高铋卤化物基光伏器件效率的策略，同时也在关注这些太阳能电池带来的积极生态影响。本研究通过采用多种底部吸收层，系统地考察了基于CsBi3I10的异质结太阳能电池的转换效率，并重点分析了各功能层的厚度和掺杂浓度、工作温度以及背接触功函数等因素对器件性能的影响。通过确定一种高效的GaAs半导体层，并将其受主浓度优化至5×10^16 cm^−3，同时增加其厚度，显著提升了器件效率。在本研究中，设计了一种新型的CsBi3I10基异质结钙钛矿太阳能电池结构：Au/NiO/GaAs/CsBi3...

解读: 该CsBi3I10异质结电池研究对阳光电源SG系列光伏逆变器具有前瞻价值。无铅钙钛矿材料的27.4%转换效率突破,为新型光伏组件适配提供技术储备。机器学习优化方法可借鉴至MPPT算法改进和iSolarCloud平台的发电预测模型中,提升逆变器在新材料电池下的能量捕获效率。异质结层间优化思路亦可启发功...

Benjamin Futtrup Kjærsgaard · Gao Liu · Morten Rahr Nielsen · Rui Wang 等14人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月

随着中压宽禁带半导体器件的发展，高功率转换效率需求日益增长。然而，高dv/dt带来的寄生电容耦合问题对系统电磁兼容性及绝缘可靠性提出了严峻挑战。本文综述了寄生耦合机制及其对电力电子系统的负面影响。

解读: 该研究直接关联阳光电源在高压大功率电力电子设备中的核心技术挑战。随着PowerTitan系列储能系统及集中式光伏逆变器向更高电压等级（如1500V及以上）和更高开关频率演进，SiC等宽禁带器件的应用使得dv/dt效应愈发显著。寄生电容耦合分析对于优化功率模块布局、降低EMI干扰、提升绝缘可靠性至关重...

Daheon Hong · Jeonghun Kim · Honnyong Cha · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

电流源变换器(CSC)因使用电感作为直流链路元件消除直通问题并延长寿命。然而面临桥臂开路问题挑战。若直流链路电感无电流路径会产生巨大电压尖峰损坏半导体器件。为防止桥臂开路通常需要重叠时间,但重叠时间会畸变输入输出波形。本文针对三相电流源整流器/逆变器(CSR/CSI)提出无需重叠时间的空间矢量脉宽调制(SVPWM)。该方案通过轻微修改传统SVPWM为直流链路电感提供续流路径,无需额外功率器件和传感器,消除重叠时间需求并改善波形。理论分析和实验验证了方案有效性。

解读: 该消除重叠时间的广义SVPWM技术对阳光电源电流源变换器产品有重要优化价值。无重叠时间SVPWM方案可应用于CSI拓扑的储能和光伏逆变器,改善波形质量并降低谐波含量。无需额外器件的续流路径设计对阳光电源简化控制和降低成本有借鉴意义。该技术对ST储能系统采用CSI拓扑的应用场景有性能提升潜力,可提高效...

Ting He · Muyu Yi · Xinyue Niu · Jinmei Yao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月

本文基于载流子寿命，研究了垂直沟道硅离子注入（VCSI）4H-碳化硅（SiC）光电导半导体开关（PCSS）在微波频率和输出功率之间的权衡关系。制备了两种不同钒掺杂浓度的光电导半导体开关，并在0.5 - 2 GHz的频率范围内进行了测试。输出功率和调制深度比随微波频率的变化趋势表明，微波频率和输出功率之间存在权衡关系。这两种器件的输出功率分别约为40 W（@0.5 GHz）和160 W（@0.5 GHz）。利用瞬态吸收（TA）技术，测得这两种器件的载流子寿命分别为30 ps和460 ps，这揭示了...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于碳化硅（SiC）光导开关的研究具有重要的战略参考价值。该研究揭示了载流子寿命对微波频率和输出功率的权衡关系，这一机理对我们在高频功率电子器件领域的技术布局具有启发意义。 在光伏逆变器和储能变流器应用中，SiC器件已成为提升系统效率和功率密度的关键技术。本研究中光导...

Wei Li · Wenlu Zhang · Chunyang Chen · Xinxin Tang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

储能式有轨电车对其储能装置供电系统提出了高要求，充电系统需具备高电压、大功率输出以实现快速充电。采用三级DC–DC拓扑与碳化硅（SiC）MOSFET等宽禁带半导体器件可提升耐压等级与开关频率，适用于高压大功率场景。本文提出一种三级不对称混合钳位DC–DC变换器，通过“串联充电、并联放电”电路结构，在特定条件下实现输入侧中点电压自平衡。设计了满足储能电车充电需求的控制算法，并研制基于SiC器件的样机模块。相比前代系统，体积减小32.85%，质量降低30.70%。仿真与实验验证了中点电压自恢复能力及...

解读: 该三电平SiC DC-DC变换器技术对阳光电源储能与充电业务具有重要应用价值。中点电压自恢复功能可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC级联架构，解决三电平拓扑中点电位漂移难题，提升系统可靠性。SiC器件应用与高频化设计实现32.85%体积缩减，契合PowerTitan储能系统的高功率密度需求。非...

Guilherme Salvador Ferreira · Victor Hugo Soares Lopes · Anderson V. Rocha · Andriamaharavo Mamianja Rakotozafy 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月

模块化设计在中压变流器中得到了广泛应用，它为故障发生后更换一组受损设备提供了一种简便方法，使系统能够快速恢复运行。例如，将功率半导体器件布置成变流器相模块，可使系统仅在更换有缺陷的相模块时停止运行，而有缺陷的相模块可送回供应商处进行维修。然而，相模块内故障功率半导体器件的指示通常仅由门极驱动器给出，并且在停机期间借助万用表进行简单的在线测试。本文证明，任何一相中的一个扁平封装绝缘栅双极型晶体管（IGBT）功率半导体器件发生故障都可能导致后果升级，而且基本测试可能不足以发现其他相模块中性能下降的器...

解读: 该IGBT故障后退化分析技术对阳光电源中压储能系统（PowerTitan）和SG系列大功率光伏逆变器具有重要应用价值。针对模块化多电平拓扑（如ST系列储能变流器采用的三电平结构），研究揭示的邻近器件潜在退化机理可优化故障后维护策略：不仅更换损坏模块，还需评估相邻IGBT的健康状态。电热耦合仿真方法可...

Qilin Peng · Jiajun Yang · Sandro Guenter · Giampaolo Buticchi 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月

分布式发电系统和全控型半导体器件的发展使电力电子变换器成为科研焦点。基于同步参考坐标系的控制器因其简单性和明确的物理意义，常用于交直流变换器的控制。然而，在飞机交流配电系统中，与公用电网相比，采样频率与基波频率的可变比值以及更高的电子设备使用率，导致$\boldsymbol{d}$轴和$\boldsymbol{q}$轴之间的交叉耦合更为显著，这会导致额外的振荡模式，甚至危及系统稳定性。在这项工作中，提出了一种基于离散史密斯预估器（SM）的解耦方案，采用混合参考坐标系（HRF）结构，该方案无需复杂...

解读: 该Smith型数字控制策略对阳光电源多变换器并联系统具有重要应用价值。针对PowerTitan储能系统中多台ST系列变流器并联运行时的交叉耦合问题，Smith预估器可精确补偿数字控制延迟，有效抑制多机间的动态耦合振荡。该技术可直接应用于：1）储能系统多变流器并网控制，提升负载突变时的协调响应性能；2...

Weijie Wu · Zengquan Yao · Shan Xie · Hanyan Huang · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年4月 · Vol.36.0

具有抗辐射性能的半导体器件对于航空航天应用至关重要，而多缓冲层结构（由三个N型掺杂层组成，掺杂浓度范围为5 × 10^16至1 × 10^19 cm^−3，厚度为0–2 μm）通过调制电场分布来增强器件的抗辐射能力。该结构优化了垂直方向的电场分布，降低了N型漂移区与N+衬底结处的峰值电场，从而有效抑制了辐射诱导的电流倍增效应。然而，器件结构的优化过程耗时较长。在本研究中，我们提出了一种基于非平稳分层Kriging模型的抗辐射SiC UMOSFET结构设计方法。该模型采用“数据-物理”协同驱动的方...

解读: 该抗辐射SiC MOSFET设计技术对阳光电源储能系统和光伏逆变器产品具有重要价值。多缓冲层结构通过电场调控提升器件可靠性的思路,可借鉴应用于ST系列PCS和SG系列逆变器的SiC功率模块优化设计中。基于Kriging代理模型的快速仿真方法能显著缩短器件结构开发周期,降低TCAD仿真成本,加速三电平...

Philip Korta · Animesh Kundu · Lakshmi Varaha Iyer · Narayan C. Kar · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

宽禁带半导体器件在电动汽车牵引逆变器中因具备更高的能效和功率密度而受到广泛关注。本文研究利用氮化镓（GaN）器件的快速开关特性，进一步提升牵引逆变器的效率与功率密度。建立了GaN逆变器的电热耦合模型，并通过实验验证了其精度，在多数工况下效率误差不超过0.3%或损耗偏差小于100 W。提出一种考虑直流母线电压纹波限制的新型可变开关频率策略，相较固定开关频率方案最高可提升效率5%。结合GaN的高速开关能力，该方法使电容体积减小35.7%，同时提高了驾驶循环效率和逆变器功率密度。

解读: 该GaN可变开关频率控制技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的电热耦合建模方法和考虑母线纹波约束的变频策略，可直接应用于阳光电源车载OBC充电机和电机驱动系统的优化设计。通过动态调整开关频率，在轻载工况降频减少开关损耗，重载时提频保证性能，可使驱动系统效率提升最高5%，同时电容体...

Fucheng Wang · Mengmeng Chu · Jingwen Chen · Zhong Pan 等8人 · Solid-State Electronics · 2025年6月 · Vol.226

摘要 与Si3N4和Al2O3相比，采用热氧化工艺生长的SiO2作为隧穿层具有带隙大、与硅片表面界面接触良好等优点，能够有效解决金属-绝缘体-半导体（MIS）器件的漏电流问题。本研究探讨了优化SiO2隧穿层对SiO2/HfAlOx/Al2O3结构MIS器件工作电压的影响。结果表明，随着隧穿层厚度的减小，器件的工作电压随之降低，在隧穿层厚度为1.5 nm时，最低工作电压仅为12 V。此外，我们发现当在850 °C N2气氛中对1.5 nm厚的SiO2隧穿层进行退火处理时，薄膜表面会产生针孔，此时器...

解读: 该非易失性存储器低功耗技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。通过优化SiO2隧穿层厚度至1.5nm可将工作电压降至12V,这一低压运行特性可应用于ST系列PCS的辅助电源管理和PowerTitan储能系统的状态存储模块,降低待机功耗。MIS结构的低漏电特性与我们三电平拓扑中的SiC/GaN器件栅极...

Yu Li · Guohao Yu · Ang Li · Haochen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月

本研究对采用低压化学气相沉积（LPCVD）-氮化硅（SiNx）/原子层沉积（ALD）-氮化铝（AlN）或等离子体增强原子层沉积（PEALD）-二氧化硅（SiO₂）/ALD - AlN 介质叠层的氮化镓（GaN）金属 - 绝缘体 - 半导体高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）进行了对比研究。与 SiO₂/AlN MIS - HEMT 的阈值电压漂移（$\Delta {V}_{\text {TH}}$）为 2.0 V 相比，SiNx/AlN MIS - HEMT 在 150 °C 下表现出最小...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于常关型GaN MIS-HEMT器件的研究具有重要的战略价值。该研究通过采用LPCVD-SiNx/ALD-AlN介质堆栈方案，显著提升了器件的阈值电压稳定性，这直接关系到我们光伏逆变器和储能变流器的核心竞争力。 在技术价值层面，该器件在150°C高温下仅产生-0.2...

Shun Li · Hongliang Lu · Jing Qiao · Ruxue Yao 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年8月 · Vol.227

摘要 漂移区长度的调整增强了横向扩散金属氧化物半导体场效应晶体管（LDMOSFET）在击穿电压和导通电阻等特性设计上的灵活性。然而，其对器件总电离剂量（TID）效应的影响不可忽视。本文研究了两种不同漂移区长度的N沟道LDMOSFET（NLDMOSFET）在经历TID辐照后，阈值电压（Vth）、跨导（gm）、漏极电流（Id）和导通电阻（Ron）的变化情况。研究发现，两种器件在辐照后的Vth和gm偏移几乎相同，而Id和Ron的偏移则表现出明显差异。通过技术计算机辅助设计（TCAD）方法，讨论了栅氧化...

解读: 该LDMOSFET漂移区抗辐照研究对阳光电源车载OBC和电机驱动产品具有重要参考价值。研究揭示长漂移区虽提升耐压和导通特性,但加剧总剂量辐照效应导致阈值电压漂移和导通电阻退化。这为SG系列逆变器和EV驱动系统中的功率MOSFET选型提供设计依据:在高海拔光伏电站、航天储能等辐射环境应用中,需在击穿电...

Arno Kirchbrücher · Gerrit Lükens · Carsten Beckmann · Jasmin Ehrler 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

传统的 AlGaN/GaN 金属 - 绝缘体 - 半导体异质结场效应晶体管（MISHFET）会受到电介质/AlGaN 界面处俘获电荷的影响，从而导致阈值电压不稳定和准永久性偏移。在这项工作中，我们研究了采用 Al₂O₃ 栅极电介质的 AlGaN/GaN/AlGaN 双异质结（DH）MISHFET 中这些界面态的充电过程，尤其是放电过程。经过合理设计，这些无掺杂器件包含极化诱导的二维电子气（2DEG）以及二维空穴气（2DHG）。已知在施加较大的栅极偏压后，Al₂O₃/AlGaN 界面会持续地从 2...

解读: 从阳光电源功率半导体应用角度来看，这项AlGaN/GaN双异质结MISHFET技术具有重要的战略价值。氮化镓（GaN）功率器件是我司光伏逆变器和储能变流器实现高功率密度、高效率转换的核心技术路径，而阈值电压稳定性一直是制约GaN器件可靠性的关键瓶颈。 该研究通过创新性地构建二维电子气（2DEG）和...

Xin Huang · Yintong Zhang · Zhaozhao Xu · Ziquan Fang 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年10月 · Vol.228

摘要 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）器件的持续微缩加剧了短沟道效应（SCEs），例如热载流子注入（HCI）和阈值电压滚降，从而损害了器件的电学性能。尽管轻掺杂漏（LDD）工艺在现代CMOS制造中被广泛采用，但传统方法在先进工艺节点下难以维持良好的性能表现。本研究提出了一种新颖的高能量LDD技术，能够在不引入额外制造复杂性的前提下克服上述限制。通过严格的TCAD仿真验证，所提出的工艺展现出增强的器件稳定性以及改善的电学特性，包括更低的击穿电压波动、更优的阈值电压控制能力，以及更高的开...

解读: 该高压CMOS器件技术对阳光电源功率半导体应用具有重要参考价值。先进的LDD工艺可提升SiC/GaN驱动芯片的耐压特性和开关性能,直接优化ST系列PCS和SG系列逆变器中的功率器件可靠性。改进的短沟道效应控制技术可降低三电平拓扑中IGBT驱动电路的热载流子注入风险,提升1500V高压系统长期稳定性。...

Keting Chen · Mie Tohnishi · Akihiro Matsutani · Sachiko Matsushit · Energy Conversion and Management · 2025年5月 · Vol.331

摘要 半导体敏化热电池（STC）是一种突破性的热电转换技术，能够将低温热能（<200 °C）直接转化为电能。其工作原理基于半导体中热激发载流子引发的氧化还原反应。该技术最引人注目的特点之一是：一旦STC放电终止，只需关闭开关并将其保留在热源中，即可恢复发电能力。然而，在此恢复期间，系统无法产生电力，这显著影响了STC系统的整体效率。为解决这一问题，本研究提出了一种采用叉指阵列（IDA）电极的双回路STC模型，通过在单个STC内部交替切换两个电路，旨在消除恢复时间并实现持续发电。本研究采用模拟与实...

解读: 该半导体敏化热电池技术为阳光电源储能系统提供创新思路。其低温热电转换(<200°C)特性可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的余热回收,双回路连续发电设计可借鉴于储能电池管理系统优化。交叉指状电极结构与氧化还原机制对提升储能系统能量密度和循环寿命具有参考价值,特别适合iSolarCl...

Shubham Saxena · Sumit Sharma · Biswajit Khan · Nitish Kumar 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

电阻温度系数（TCR）是热传感器设计中的关键参数。本文研究了通过栅极电压调控层状半导体材料二硒化钼（MoSe2）的TCR可调性。利用原子力显微镜和拉曼光谱表征MoSe2薄片，其TCR值约为MoS2的两倍、金属薄膜的五倍（通常为0.5% K⁻¹）。在7 V栅压范围内，15 nm厚样品的TCR可提升至2.75% K⁻¹，调谐范围达两倍；65 nm样品的调谐范围更达4.5倍。器件TCR平均相对不确定度分别为3.8%（65 nm）和4.6%（15 nm），展现出优异的热敏性能。

解读: 该MoSe2场效应晶体管热传感技术对阳光电源功率电子产品具有重要应用价值。其2.75% K⁻¹的高TCR灵敏度和栅压可调特性，可应用于：1）SiC/GaN功率模块的精密温度监测，实现芯片级热管理优化；2）ST储能变流器和SG光伏逆变器的IGBT/MOSFET结温实时监控，提升过载保护精度；3）电动汽...

Xinyu Wang · Jianlong Kang · Yaokang Lai · Yichao Duan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

热特性准确评估对半导体器件高可靠性运行至关重要。在瞬态热阻抗测量TTIM期间，大功率加热阶段与小功率测量阶段之间的非热开关瞬态效应NSTE掩盖了器件早期散热特性，导致结温Tj测量延迟并损害TTIM准确性。为解决该问题，所提电流源在非热开关瞬态期间提供额外电流路径，无需外部控制电路即可自主停用。该方法实现的加速Tj测量有效降低热估计误差。首先详细分析揭示NSTE的潜在机制，然后提出集成瞬态补偿电路的新型脉冲电流源以消除调节延迟并减少寄生电容充电时间。在Simcenter MicReD Power ...

解读: 该瞬态热阻抗测量技术研究对阳光电源功率器件可靠性测试有重要参考价值。结温Tj测量延迟从500μs降至100μs以下的技术进步可应用于阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块出厂测试和在线监测。瞬态补偿电路消除NSTE的方法为阳光iSolarCloud平台的数字孪生热管理系统...

The Netherlands · De Giorgi · Close Modal · Applied Physics Letters · 2025年6月 · Vol.126

低功耗纳米激光器对片上集成光互连和光子集成电路的发展至关重要。单层过渡金属二硫族化合物（TMDs）作为高效能的光学增益介质，展现出实现超低阈值激光的潜力。尽管已有研究认为TMDs满足激光发射条件，但是否实现真正意义上的激光仍存争议。本文综述了该领域进展，阐明激光的关键特征及其在TMD器件中的验证方法，系统评估近期宣称实现激光的研究成果，并讨论未来研究方向与应用前景，指出实现实用化TMD纳米激光器所需克服的核心挑战。

解读: 该纳米激光器技术对阳光电源光通信和传感系统具有前瞻价值。在PowerTitan大型储能系统中，可应用于电池管理系统（BMS）的光纤传感网络，利用低功耗纳米激光实现高密度电芯温度和电压的光学监测，替代传统电气采样，提升抗电磁干扰能力。在iSolarCloud智能运维平台，片上集成光互连技术可用于边缘计...

Xiangdong Xu · Zhongzhong Luo · Huabin Sun · Yong Xu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年4月 · Vol.225

摘要 在以数据为中心的计算时代，数据量预计将呈指数级增长。传统计算机中存储单元与处理单元的物理分离导致在数据计算和存储过程中存在大量不必要的能量损耗和时间延迟。基于铁电材料的器件具有数据存储与计算一体化的优势。然而，由于传统铁电材料（如钙钛矿类材料）与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术不兼容且可扩展性较差，限制了其在先进计算领域的研究进展。近年来，对基于铪（Hf）的铁电材料的研究与创新重新激发了该领域的兴趣。铪基铁电材料固有的CMOS兼容性、高矫顽场强（Ec）以及高能带间隙使其器件非常适合用于...

解读: 铪基铁电材料的CMOS兼容性、高能隙和多态存储特性,为阳光电源储能系统PCS控制器和iSolarCloud平台的边缘计算单元提供了创新方向。其负电容效应可优化SiC/GaN功率器件的栅极驱动电路,降低开关损耗;神经形态计算能力可增强ST系列储能变流器的实时负荷预测和VSG自适应控制算法;非易失性存储...