Nancy M. Haegel · Sarah R. Kurtz · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年11月

2024年，光伏发电（PV）约占全球新增发电装机容量的70%，延续了过去五年其占比持续增长的趋势。光伏发电装机量和发电量的年度增幅均保持在显著水平（分别约为32%和28%），而电网级电池储能再次实现了三位数的百分比增长（113%）。低碳能源（水电、核电、风电和太阳能）联合发电的占比超过了40%这一全新阈值。自2021年首次发表以来，这篇年度文章多方收集信息并进行系统呈现，旨在为《电气与电子工程师协会光伏期刊》（IEEE Journal of Photovoltaics）的读者提供参考。

解读: 该研究揭示光伏装机主导地位及高比例并网挑战，对阳光电源战略布局具有重要指导意义。针对电网集成难题，可优化SG系列逆变器的构网型GFM控制算法，提升弱电网适应性；针对储能配套需求，可强化PowerTitan系统与光伏的协同调度能力，通过ST系列储能变流器实现更精准的削峰填谷与频率支撑。研究强调的政策稳...

Sai Saravanan Ambi Venkataramanan · Claudio Alvarez Barros · Yoshimasa Narita · Dustin A. Gilbert 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年11月

摘要：现代电力传输网络采用基于降压型的直流 - 直流转换器，其中电感器用于能量存储并维持流向负载的连续电流。虽然电感器设计能在一定程度上满足不断增长的电力需求，但要实现高转换比集成电压调节器（IVR），最终需要具有低损耗和高频稳定性的新型磁性材料。在本研究中，我们分析了由铁硅（FeSi）和铁镍（FeNi）金属合金制成的软磁复合材料（SMC）在零直流偏置下的小信号和大信号损耗，以及大信号直流偏置情况（同时进行原位温度监测）。研究结果与材料特性相关联，如填料形态、表面堆积情况和直流电阻率等。将与基于...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项FeSi-FeNi软磁复合材料（SMC）的研究对我们的核心产品线具有重要的技术参考价值。该研究针对高转换比集成电压调节器（IVR）开发的低损耗电感磁芯技术，与我们在光伏逆变器和储能变流器中广泛应用的DC-DC转换拓扑存在技术关联性。 在光伏逆变器领域，特别是组串式和户...

Haoji Qian · Rongzong Shen · Minglei Ma · Miaomiao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

在电循环过程中，反铁电（AFE）到铁电（FE）的相变（PT）会降低氧化锆（ZrO₂）基反铁电器件的储能性能和存储可靠性，限制了它们在微电子领域的应用。在这项工作中，我们研究了20%铪（Hf）掺杂的ZrO₂（Hf₀.₂Zr₀.₈O₂）反铁电薄膜在电循环过程中极化特性随厚度的演变。厚度缩放能有效抑制反铁电到铁电的相变，经过10⁸次电循环后，10纳米、8纳米和6纳米的Hf₀.₂Zr₀.₈O₂薄膜的相变程度分别为86.2%、27.9%和8.0%。结构分析表明，从10纳米到6纳米，微晶尺寸减小了43.58...

解读: 从阳光电源储能系统和功率电子产品的技术演进角度看，这项关于反铁电氧化铪锆薄膜的研究具有重要的前瞻价值。该研究通过厚度调控有效抑制了反铁电到铁电的相变退化，为高可靠性储能器件和嵌入式存储器提供了新的材料解决方案。 对于阳光电源的储能业务，这项技术的潜在价值体现在两个层面。首先，反铁电材料具有优异的能...

Haitian Wei · Zebing Fang · Yijie Lin · Zhenxiang Yan 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

逻辑电路是从离散有机薄膜晶体管（OTFT）向集成电路（IC）发展的关键环节。开发低功耗且易于制造的逻辑电路是新兴柔性和可穿戴电子设备面临的一项重大挑战。在这项工作中，我们提出了一种通过简便制造工艺实现柔性逆变器的策略。该逆变器将两个相同的双极型OTFT串联集成，通过对栅极电介质和本体异质结沟道进行优化来提升其性能。采用聚苯乙烯（PS）/聚甲基丙烯酸甲酯双层栅极电介质，以兼顾OTFT的迁移率和工作电压。此外，提出并优化了由二元聚合物半导体组成的本体异质结沟道，以实现平衡的电子和空穴迁移率。优化后的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项有机薄膜晶体管（OTFT）柔性逆变器技术虽然聚焦于微电子集成电路领域，但其核心创新理念对我司产品线具有启发性参考价值。 该研究通过双层栅介质工程和体异质结沟道优化，实现了电子和空穴迁移率的高度平衡（5.41×10⁻²和6.08×10⁻² cm²/V·s），构建出增益高...

Zhao-Ying Xi · Mao-Sheng Liu · Shan Li · Xue-Qiang Ji 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

神经形态视觉传感器（NVSs）凭借突触行为解决了传统设备的瓶颈问题，有助于应对高功耗和处理速度慢的挑战。载流子俘获层在 NVSs 的突触行为中起着重要作用。在这项工作中，我们提出使用多晶 β - Ga₂O₃ 作为光敏和载流子俘获材料，以简化 NVSs 的多层结构。通过利用晶界增强了多晶 β - Ga₂O₃ 光电传感器的持续光电导（PPC）效应。通过表征和电学测试对俘获效应进行了深入研究。此外，研究表明，β - Ga₂O₃ 器件能够模拟生物神经形态行为，展现出多种基本突触行为。最后，已证明该器件能...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于多晶β-Ga2O3的神经形态光电传感技术虽属前沿研究，但其核心机制与我们在储能系统和智能化电力电子设备中的技术需求存在潜在契合点。 该技术的持续光电导效应（PPC）和载流子捕获机制，本质上实现了一种无需外部供电的信息存储方式。这与阳光电源储能系统追求的低功耗、高可...

Feng Wang · Geer Jing · Hanwen Ren · Shanzhen Fan 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

作为海上风力发电变流器的核心部件，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块的灌封硅凝胶绝缘材料在海洋盐雾运行环境的长期作用下易发生劣化。为研究盐雾环境下硅凝胶的沿面放电特性，本文设计了放电实验平台和测量样品。基于方波电压下样品沿面局部放电测量结果，发现盐雾环境下硅凝胶沿面放电的次数和相位与电压频率呈正相关。同时，与无盐雾条件相比，海洋标准条件下的放电幅值和相位分别增加了54.4%和32.8%。此外，测量发现盐雾环境下在15 kHz时沿面击穿电压存在特殊的频率诱发拐点现象。因此，进一步结合盐雾离子和电压...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于IGBT硅凝胶绝缘材料在盐雾环境下表面放电特性的研究具有重要的工程应用价值。IGBT作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行，尤其在海上风电、沿海光伏电站等高盐雾环境中，绝缘失效是导致设备故障的主要原因之一。 该研究揭示的15k...

Neha Parmar · Runa Kumari · D. Ratan Sanjay · Harish V. Dixit · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

摘要：高功率微波（HPM）源，如磁绝缘线振荡器（MILO）、返波振荡器（BWO）和同轴虚阴极振荡器，能在TM₀₁模式下产生数吉瓦级的功率。当这种模式通过天线辐射时，会在视轴方向形成零值。这是不理想的，因此需要使用模式转换器（MC）将TM₀₁模式转换为TE₁₁模式，TE₁₁模式辐射时会在视轴方向形成最大值。在这项工作中，作者报道了一种基于叶片加载圆形波导的TM₀₁ - TE₁₁模式转换器。叶片远离电场最大值区域，因此对场的扰动极小。因此，该模式转换器具有高带宽和高功率处理能力。本文提出了一种计算模...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于高功率微波模式转换器的论文所涉及的技术领域与公司核心业务存在较大差异。该研究聚焦于GW级高功率微波源的电磁模式转换，主要应用于雷达、电子对抗等国防军工领域，而阳光电源的技术重心在于功率电子变换、能量管理和新能源发电系统。 尽管应用领域不同，但该技术在电磁场理论和波...

Yiping Xiao · Chaoming Liu · Leshan Qiu · Mingzheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

单粒子烧毁（SEB）在碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）应用于航空航天环境时对其构成了重大威胁，通过离子诱发的热失控效应导致器件永久性功能失效以及系统层面的风险。然而，目前对于详细的热响应过程和触发机制仍缺乏充分的了解。在本研究中，采用了一种新颖的限流方法来研究SiC MOSFET的SEB损伤演化过程和机制。实验结果表明，SEB事件可分为三个不同阶段：首先是p - n结处的初始损伤，随后损伤转移至源极金属/SiC拐角处，在此处晶格共晶引发p - n结退化加剧，最后当n ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC功率MOSFET单粒子烧毁（SEB）的研究具有重要的技术参考价值。尽管该研究聚焦于航空航天环境下的辐射效应，但其揭示的热失控机理对我们在地面应用中提升SiC器件可靠性同样具有启发意义。 当前，阳光电源在光伏逆变器和储能变流器中已大规模应用SiC功率器件，以实...

Richard Reiner · Patrick Waltereit · Michael Basler · Daniel Grieshaber 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

本研究介绍了基于硅基氮化铝镓/氮化镓（AlGaN/GaN-on-Si）技术的自兼容多级级联功率晶体管“模块”的设计与特性表征，该模块可实现模块化堆叠，适用于高压应用。与传统方法（如超级级联或多电平拓扑）不同，所提出的解决方案由堆叠的晶体管分段直接驱动，无需额外组件，如栅极控制网络或带电平转换的多个驱动器。这使得配置更加简单且成本更低。利用自兼容构建模块的概念，我们展示了直接驱动的多级级联器件，其中所有分段均采用相同结构。通过栅极绝缘层工程实现了对高度负阈值电压的关键要求，同时器件仿真证实了分段电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN-on-Si技术的自兼容级联功率晶体管方案具有重要的战略价值。该技术通过模块化"积木式"设计实现高压应用，与我们在光伏逆变器和储能变流器领域对高效率、高功率密度的持续追求高度契合。 技术的核心创新在于消除了传统级联拓扑中复杂的门极控制网络和多驱动器电平转换电...

Peng Pan · Zujun Peng · Ke Li · Wei Wang · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

本研究分析了以金刚石为散热基板的功率芯片封装结构的热-力特性，显著提升了GaN HEMT的性能。通过优化纳米银焊膏焊接工艺，实现了芯片与金刚石散热体间的可靠集成，有效增强了热点区域的散热能力。理论模拟表明，相较于传统MoCu散热器，金刚石散热器具有更优的散热性能和更低的热应力。实验结果表明，在27.3 W功耗下，结到壳的热阻降低53.4%，芯片表面最高温度下降45.3%，直流输出电流提升9.2%，且功率循环寿命超过33万次无失效，验证了金刚石散热封装在提升高功率器件热电性能与可靠性方面的有效性。

解读: 该金刚石散热封装技术对阳光电源功率器件热管理具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，GaN HEMT器件的高功率密度应用面临严峻散热挑战。研究展示的金刚石散热方案可使结壳热阻降低53.4%、芯片温度下降45.3%，直接提升器件电流输出能力9.2%，这对提高PowerTitan储...

Shenghuai Liu · Xin Zhou · Zhao Wang · Huan Gao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

本文研究了总电离剂量（TID）辐射电荷对沟槽功率MOSFET电容的调制作用。提出了一种辐射电荷调制电容模型，以有效表征TID辐射下输入电容（$C_{iss}$）和输出电容（$C_{oss}$）的退化情况。揭示了TID引起电容退化的机制。在低漏极电压（$V_{D}$）下，辐照后栅 - 漏电容（$C_{gd}$）和漏 - 源电容（$C_{ds}$）增大，而栅 - 源电容（$C_{gs}$）减小。在高漏极电压下，$C_{gd}$和$C_{ds}$几乎不变，而$C_{gs}$继续减小。辐射电荷等效地调制...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于沟槽型MOSFET总电离剂量（TID）辐射效应的研究具有重要的战略参考价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，MOSFET的可靠性直接影响产品在特殊应用场景下的性能表现。 该研究揭示了辐射环境下功率器件电容特性的退化机理，这对阳光电源拓展航空航天、高海拔、极...

Khush Gohel · Swarnav Mukhopadhyay · Rajnin Imran Roya · Surjava Sanyal 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年11月

由于具有出色的临界电场（>10 MV/cm），富铝的铝镓氮（AlGaN）已成为高压电力电子领域一种颇具前景的材料。在本研究中，我们展示了采用钝化和场板技术的高压 Al₀.₆₅Ga₀.₃₅N 沟道晶体管。对于击穿电压大于 2.7 kV 的情况，采用与栅极焊盘相连和与源极焊盘相连的场板，Al₀.₆₅Ga₀.₃₅N 沟道高电子迁移率晶体管（HEMT）实现了接近 400 MW/cm² 的高巴利加品质因数（BFOM）。此外，我们还报道了非钝化的 Al₀.₆₅Ga₀.₃₅N 沟道 HEMT，其击穿电压大于 ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于高铝组分AlGaN沟道的超高压功率器件技术具有重要的战略价值。该研究展示的Al0.65Ga0.35N HEMT器件实现了超过2.7 kV的击穿电压和高达569 MW/cm²的Baliga品质因数，这一性能指标显著优于现有主流的硅基和碳化硅功率器件，为我们在高压大功率...

Yunsong Xu · Ang Li · Fan Li · Guohao Yu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年11月

双向开关在电力应用中得到了广泛应用，特别是在交 - 交矩阵变换器和固态断路器中。本研究展示了一种基于氮化镓（GaN）的单片集成双向开关，其特点是采用了双栅高电子迁移率晶体管（HEMT），并且驱动器也集成在同一芯片上。所提出的双向 GaN 开关的实验结果（包括静态和瞬态特性）表明，该开关在高达 250 °C 的温度下具有稳定性。在 10 V 电压下，其工作频率已提高到 1 MHz。据我们所知，首次报道了该开关在 1 kHz 频率下作为 ±311 V 交流功率斩波器可在高达 250 °C 的高温下运...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN基单片集成双向开关技术具有重要的战略价值。该技术实现了增强型GaN双向开关与驱动电路的单片集成，并展现出250°C高温稳定运行能力，这对我们在光伏逆变器、储能变流器及矩阵变换器等核心产品的性能提升具有显著意义。 技术价值方面，该双向开关在1 MHz高频运行和±3...

Chong Qian · Xu Gao · Zhong-Da Zhang · Zi-Yi Yin 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年11月

受人类大脑启发，人工神经元的开发对于实现脉冲神经网络至关重要，该网络通过离散的脉冲传输利用时空处理能力。在这项工作中，我们展示了一种具有类似反相施密特触发器功能的有机滞后反相器，其中 p 型和 n 型有机薄膜晶体管（OTFT）均采用与十六烷基三甲基氯化铵复合的脱氧核糖核酸（DNA - CTMA）这种生物材料作为栅极电介质。DNA - CTMA 介电层的极化特性赋予了反相器稳定的记忆窗口，该窗口被充分利用以构建一个电子漏电积分发放（LIF）神经元，该神经元能够对输入电流脉冲进行积分并产生输出电压脉...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于生物材料介电层的有机滞后逆变器研究虽然聚焦于神经形态计算，但其底层技术原理对我司在智能逆变器和储能系统控制领域具有前瞻性启示意义。 该研究展示的施密特触发器式滞后特性与我司光伏逆变器中的电压稳定控制、储能系统的充放电管理存在技术关联。其利用DNA-CTMA介电层实...

Fuqiong Leia · Keaton J.Brewster · Winfred J.Arthur-Arhin · Katherine E.Schubert 等6人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.300

摘要 聚光太阳能发电（CSP）与高温热能存储（TES）相结合，为可调度的太阳能电力提供了有前景的解决方案，可在高于700°C的燃烧温度下实现高效率的热电厂运行。用于CSP的基于氧化物颗粒的高温TES需要一种能够在不超出接收器结构材料温度极限的前提下有效加热颗粒的接收器。具有封闭壁面的间接颗粒接收器得益于较高的壁面传热系数，从而减小了受辐照的接收器壁面与颗粒床层之间的温差。在光滑壁面的窄通道床层中，通过鼓泡颗粒流态化可实现较高的传热系数，使得具有倾斜腔体壁面的太阳能接收器能够承受超过200 kW·...

解读: 该窄通道流化床强化传热技术对阳光电源光储一体化系统具有重要参考价值。研究中700°C以上高温储能与CSP耦合的思路,可启发ST系列储能变流器在光热电站的应用拓展。2500 W/m²K的高传热系数突破了传统储热瓶颈,为PowerTitan等大型储能系统的热管理优化提供新思路。特别是其低气速、高效率特性...

Geng Xiaa · Ulrike Egerer · Stefano Letizi · Mithu Debnath 等7人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.300

摘要 风荷载是影响聚光太阳能（CSP）集热器系统（包括定日镜和抛物槽）结构设计成本的主要因素。传统上，这些系统的设计依赖于风洞试验数据，而此类数据往往难以准确反映实际全尺寸条件下所经历的动态效应。本研究首次通过激光雷达（lidar）观测，对一个正在运行的抛物槽式CSP电站内部的风况进行了实验性表征。LiDAR观测为深入理解槽式集热器阵列内部区域的风流状况提供了独特的机会。我们的研究结果表明：（1）在经过前几排集热器阻挡后，由于湍流混合增强，气流继续越过槽场时，槽上方的风速恢复至来流风速的73%；...

解读: 该研究揭示CSP槽式电站内部风载特性,对阳光电源光热跟踪系统设计具有重要参考价值。LiDAR观测发现阵列内部风速恢复至73%且剪切力矩增大,提示需优化内部排布的跟踪支架结构强度与控制策略。可结合iSolarCloud平台集成风速监测数据,通过预测性维护算法动态调整跟踪器防风姿态,降低结构成本同时提升...

Benjamin Opiea · Onur Avcib · J.Brady Gutt · John D.Quarant 等5人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.300

摘要 废弃矿区土地为部署光伏（PV）系统提供了宝贵的机会，在解决土地再利用难题的同时，兼具环境与经济效益。本文综述了在以往矿区土地上建设光伏系统所涉及的岩土工程条件、基础系统及支架解决方案，特别关注阿巴拉契亚煤炭产区中常见的多变地形与土壤剖面特征。综述指出，由于地球螺丝桩、压载式基础和混凝土墩柱能够适应多种土壤类型、沉降风险以及施工限制，因此在上述环境中是最具可行性的基础选择。在支架系统方面，固定倾角系统因其结构简单、成本效益高且机械故障风险较低，更适用于大规模项目。尽管跟踪系统可提供更高的能源...

解读: 该研究针对废弃矿区光伏系统的基础与支架选型,对阳光电源SG系列逆变器在复杂地形的部署具有指导意义。固定倾角系统与地螺旋/压载基础的组合方案,可匹配我司1500V高压系统降低线缆成本。跟踪系统需结合MPPT优化技术权衡发电增益。矿区项目年均减排1200-1500吨CO2/MW,适合配置PowerTit...

Jingyao Yang · Hongmei Li · Xiao Ye · Keyong Jiang 等5人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.300

摘要 针对漂浮式光伏电站（FPPS），现有的集电系统设计主要依赖人工设计，存在自动化程度低、经济性差、耗时长等缺陷。因此，本文首先基于最小发电单元的定义，建立了一个综合考虑发电单元成本与电缆成本的优化模型，在满足FPPS发电容量及运维通道等约束条件的基础上，提出了一种协同优化方案。对于所提出的方案，首先采用遗传算法（GA）实现发电单元布局的优化；随后，将改进的模糊C均值（FCM）聚类算法与遗传算法、DM-MSTP（Dhouib矩阵最小生成树问题）算法以及自动选缆算法相结合，实现电缆敷设的优化；进...

解读: 该漂浮式光伏电站集电系统协同优化技术对阳光电源SG系列逆变器布局规划具有重要参考价值。研究中的发电单元布局优化与电缆敷设协同方案,可直接应用于我司1500V光伏系统的集电线路设计,通过遗传算法与改进FCM聚类算法结合,能有效降低电缆成本15-25%。该方法可集成至iSolarCloud平台的智能设计...

Jingrui Liu · Yimin Xuana · David Smeulders · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.300

摘要 全球能源转型正在推动太阳能和风能技术的进步。太阳能与风能在时空上的互补性使其联合利用成为提升可再生能源系统稳定性和效率的关键。本研究提出一种太阳能-风能热储能混合发电系统（SWT-SHPG），通过多能协同供能、热化学储热及一体化发电设计，实现高效稳定的运行。该系统采用高密度可逆钙基材料，在650–800 °C的工作温度下实现长期低损耗的热储能，储能密度达1554 kJ/kg。同时，引入动态分配算法优化太阳能与风能的互补性，以满足储能与发电的均衡需求，实现了65%的热循环效率和71.7%的2...

解读: 该光-风-热储混合系统对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。研究中的动态分配算法可优化我司GFM/GFL控制策略,提升多能互补场景下的功率调度效率。650-800°C热化学储能与我司电化学储能形成互补,可拓展长时储能解决方案。71.7%的24小时动态负荷响应率验证了...

Meilin Liab · Tao Chenc · Shijun Mad · Fei Liud 等8人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.300

摘要 中国西北沙漠地区大规模建设光伏电站显著扰动近地表风场，不仅带来运行风险，还加剧了风沙危害。本研究以九墩滩光伏电站为原型，通过风洞实验，系统研究了九个来流风向角和四种风速梯度条件下光伏阵列对风场的影响。研究表明，气流在接触阵列后总体呈现多个典型阶段，包括气流抬升、加速、涡旋生成及恢复过程。阵列引起的风速场扰动具有明显的垂直分层特征，其中3–12 cm高度范围内扰动最强，并随高度增加而减弱。迎风侧风速廓线呈“J”型分布，边界层结构清晰；而在背风侧，风速普遍偏离对数分布规律。光伏阵列对气流具有显...

解读: 该风洞试验研究揭示光伏阵列对近地风场的扰动特性,对阳光电源西北荒漠电站设计具有重要参考价值。研究发现阵列内风速最大降幅达99.84%,可指导SG系列逆变器散热系统优化设计,特别是225°主导风向下的通风布局。建议结合iSolarCloud平台集成风速监测数据,动态调整组件间距与支架高度参数,优化MP...