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系统集成 光储一体化 微电网 构网型GFM ★ 2.0

庆祝2025年《应用物理快报》新星特刊与新星奖

Celebrating the 2025 Applied Physics Letters Rising Stars Collection and Rising Star Award

Maria Antonietta Loi · Nikaela W. Bryan · Applied Physics Letters · 2026年2月 · Vol.128

本文为Applied Physics Letters期刊设立的年度青年学者荣誉特刊导言,聚焦凝聚态物理、光电子、能源材料等基础物理方向的前沿突破,不涉及具体工程技术细节。

解读: 该特刊属学术荣誉性质,无直接技术内容,但所表彰的‘Rising Stars’在宽禁带半导体、固态电池、光电转换材料等方向的研究,长期利好阳光电源在SiC器件应用、PowerTitan储能系统能量密度提升及组串式逆变器效率优化。建议加强与APL活跃作者群体的产学研合作,尤其关注构网型控制、GaN/Si...

拓扑与电路 ★ 4.0

二维Nb2CTX MXene上的表面增强拉曼散射

Surface-enhanced Raman scattering on two-dimensional Nb2CTX MXene

Brady Wilson · Chetan Dhital · Applied Physics Letters · 2025年5月 · Vol.126

本文研究了二维Nb2CTX MXene材料在表面增强拉曼散射(SERS)中的应用。通过实验验证了该MXene材料对分子振动信号的显著增强效应,表现出优异的SERS活性。研究表明,其增强机制主要源于化学增强效应,并与材料表面丰富的官能团及高密度活性位点密切相关。此外,Nb2CTX MXene展现出良好的信号均匀性和稳定性,有望成为新型无碳SERS基底材料。该工作拓展了MXene在光谱传感领域的应用前景。

解读: 该Nb2CTX MXene的SERS传感技术对阳光电源智能运维系统具有潜在应用价值。其高灵敏度分子检测能力可应用于:1)PowerTitan储能系统的电解液状态监测,通过SERS实时检测电解液分子振动特征,实现电池健康状态预测性诊断;2)SG系列逆变器功率模块的绝缘油老化监测,利用化学增强效应捕捉微...

光伏发电技术 ★ 5.0

AgBiI4中理论缺陷工程以提升光伏性能

Theoretical defect engineering in AgBiI4 for enhanced photovoltaic performance

Quanhe Yan · Haoze Li · Zhongyi Luo · Haoyu Cao · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127

本文通过第一性原理计算研究了AgBiI4中的缺陷性质,并提出缺陷工程策略以提升其光伏性能。结果表明,通过调控合成条件可有效抑制深能级缺陷的形成,增强载流子寿命与迁移率。掺杂研究表明,适量Cu替代Ag或Sb替代Bi可优化载流子浓度并降低缺陷态密度。此外,碘空位的容忍性较高,有利于器件制备过程中的稳定性。本工作为AgBiI4基太阳能电池的材料设计与性能优化提供了理论指导。

解读: 该AgBiI4缺陷工程研究为阳光电源光伏产品提供了材料层面的理论指导。研究中通过Cu/Sb掺杂优化载流子浓度、抑制深能级缺陷的策略,可应用于SG系列光伏逆变器的上游组件材料选型与供应链质量管控。碘空位容忍性高的发现对提升组件长期稳定性具有参考价值,有助于优化iSolarCloud平台的衰减预测模型。...

储能系统技术 ★ 5.0

磁电复合材料设计的柔性薄膜电容器介电储能

Magnetoelectric composite engineered dielectric energy storage in flexible film capacitor devices

Yueshun Zhao · Tian Qin · Yongquan Chen · Guixin He · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127

本文研究了基于磁电复合材料的柔性薄膜电容器中介电能量存储性能的优化设计。通过调控复合介质的界面特性与微观结构,显著提升了器件的介电常数、击穿强度及能量密度。实验结果表明,引入功能性磁电填料可有效改善极化响应并抑制漏电流,在柔性基底上实现了高充放电效率与循环稳定性。该策略为高性能柔性储能器件的开发提供了新思路。

解读: 该磁电复合柔性薄膜电容技术对阳光电源储能与功率变换产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan系统中,高能量密度柔性电容可优化直流母线支撑与滤波环节,提升功率密度并降低系统体积。磁电复合材料的高介电常数与击穿强度特性,可改善SiC/GaN功率模块的吸收电路设计,抑制开关尖峰并提升...

功率器件技术 宽禁带半导体 ★ 4.0

自由载流子屏蔽效应解锁超宽禁带半导体CaSnO3中的高电子迁移率

Free-carrier screening unlocks high electron mobility in ultrawide bandgap semiconductor CaSnO3

Jiayi Gong · Chuanyu Zhang · Wenjie Hu · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127

龚佳一、张传宇、胡文杰、周金健。自由载流子屏蔽效应显著抑制电离杂质散射,从而在超宽禁带半导体CaSnO3中实现高电子迁移率。本研究结合第一性原理计算与输运理论,系统分析了不同掺杂浓度下的电子散射机制。结果表明,随着载流子浓度增加,自由载流子诱导的屏蔽作用有效降低杂质势垒,使迁移率反常升高。该发现为优化透明导电氧化物及高功率电子器件中的载流子输运提供了新思路。

解读: 该研究揭示的CaSnO3超宽禁带半导体中高电子迁移率特性,对阳光电源功率器件技术具有重要启发。其高迁移率特性可应用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的新一代功率模块设计,有望提升器件导通性能、降低开关损耗。特别是在1500V高压系统中,CaSnO3作为SiC/GaN的潜在替代材料,可进一步优化...

储能系统技术 ★ 5.0

高效率太阳能热能存储中相变复合材料的研究展望

Perspective on phase change composites in high-efficiency solar-thermal energy storage

Zhizhao Mai · Kaijie You · Jianyong Chen · Xinxin Sheng · Applied Physics Letters · 2025年2月 · Vol.126

相变复合材料因其优异的储热能力和可控的相变行为,在高效太阳能热能存储领域展现出巨大潜力。本文综述了近年来相变复合材料在光热转换、导热性能提升及循环稳定性方面的研究进展,重点探讨了纳米填料增强、多孔基体设计与表面功能化等策略对材料性能的优化机制。同时,分析了当前材料在实际应用中面临的挑战,如成本、长期稳定性和规模化制备问题,并对未来发展方向提出展望,旨在推动高性能太阳能热能存储技术的实用化进程。

解读: 该相变复合材料技术对阳光电源光储一体化系统具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中,可利用相变材料的高储热密度特性实现电池热管理优化,通过纳米填料增强导热性能提升散热效率,延长电池循环寿命。对于光伏侧,相变储热技术可与SG系列逆变器配合构建光热-光伏混合发电系统,提升能源利用率。材料的...

系统并网技术 ★ 4.0

基于里德堡原子干涉仪的直流与工频电场测量

DC and power-frequency electric field measurement with Rydberg-atom interferometry

Yingying Han · Changfa He · Zhenxiong Weng · Peng Xu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127

本文提出并实现了一种基于里德堡原子干涉技术的直流与工频电场精密测量方法。利用里德堡态原子对电场的高度敏感性,通过电磁感应透明效应构建干涉机制,实现了宽频带电场的非侵入式检测。实验中成功测量了静态电场及50 Hz工频电场,灵敏度达到V/m量级,具备良好的线性响应与稳定性。该方法为电力系统监测、高精度电磁计量及基础物理研究提供了新的技术手段。

解读: 该里德堡原子干涉测量技术对阳光电源的电力电子产品有重要应用价值。其V/m级的高精度电场测量能力可应用于:1) ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的EMC优化设计,提升电磁兼容性能; 2) PowerTitan大型储能系统的电场分布监测,保障设备安全运行; 3) 电动汽车充电桩的漏电检测与防护。这...

智能化与AI应用 ★ 4.0

基于反射相位梯度超表面的偏振不敏感微波功率接收复合阵列

Polarization-insensitive microwave power receiving composite array based on reflection phase gradient metasurfaces

Qiang Yang · Han Xiong · Applied Physics Letters · 2025年2月 · Vol.126

提出了一种基于反射相位梯度超表面的偏振不敏感微波功率接收复合阵列。该结构通过设计具有梯度相位响应的超表面单元,实现了对任意线极化和圆极化入射波的高效吸收与能量收集。复合阵列由多个超表面子阵列与整流电路集成,显著提升了接收方向上的能量转换效率,并具备宽角接收能力。实验结果表明,在X波段内,该阵列在不同极化状态下均保持稳定的功率接收性能,峰值转换效率可达68%。该设计为无线微波能量传输系统中的高效、稳定整流阵列提供了可行方案。

解读: 该偏振不敏感微波功率接收技术为阳光电源无线能量传输领域提供创新方案。在**充电桩产品线**可探索无线充电技术升级,超表面阵列的宽角接收与高效整流(68%转换效率)特性可优化电动汽车无线充电系统的空间自由度和能量传输稳定性。对**iSolarCloud智能运维平台**,该技术可应用于分布式光伏站点的无...

功率器件技术 SiC器件 ★ 5.0

基于VO2/SiC异质结的光增强自供电紫外探测器

Optical-enhanced, self-powered UV photodetectors based on VO2/SiC heterojunction

Jiaming Feng · Min Gao · Kuanhong Yao · Xingyu Liao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127

本文报道了一种基于VO2/SiC异质结的自供电紫外探测器,通过引入光学增强结构显著提升了器件的光响应性能。该探测器无需外部电源,在零偏压下即可实现高效的紫外光检测,表现出良好的光敏性和快速响应特性。异质结界面形成的内建电场有效促进了光生载流子的分离与输运。实验结果表明,该器件在280 nm紫外光照下具有较高的响应度和探测率,且稳定性优异,适用于下一代高性能、低功耗紫外光电探测应用。

解读: 该VO2/SiC异质结紫外探测器技术对阳光电源的功率器件和智能运维产品线具有重要参考价值。首先,自供电特性和高效光响应性能可应用于SG系列逆变器的光强感知模块,优化MPPT追踪效率。其次,该技术可集成到iSolarCloud平台的光伏组件监测系统中,通过高精度紫外辐照度检测提升系统诊断准确性。此外,...

功率器件技术 GaN器件 ★ 5.0

集成n型和p型铁电有机晶体管的互补式存内逻辑反相器

Complementary logic-in-memory inverters integrating n-channel and p-channel ferroelectric organic transistors

Haitian Wei · Yijie Lin · Zhenxiang Yan · Wenfa Xie 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年2月 · Vol.126

本文报道了一种基于n型和p型铁电有机薄膜晶体管的互补式存内逻辑反相器。通过在同一器件中集成具有稳定极化特性的n沟道与p沟道铁电有机晶体管,实现了非易失性存储与逻辑运算功能的协同集成。该反相器展现出良好的开关特性、清晰的逻辑输出以及低功耗操作能力。研究为实现高性能有机存内计算电路提供了可行路径,并推动了柔性、可穿戴电子器件中智能信息处理技术的发展。

解读: 该铁电有机晶体管存内逻辑技术对阳光电源智能控制系统有重要启发价值。其非易失性存储与逻辑运算的协同集成特性,可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的控制器升级,实现更快速的MPPT追踪和系统响应。特别是在PowerTitan大型储能系统中,该技术有望优化电力调度策略的本地计算效率,降低控制延时...

智能化与AI应用 ★ 4.0

直接SMA馈电的梯度折射率超构表面阵列用于高效微波功率接收

Direct SMA-fed gradient-index metasurface array for efficient microwave power reception

Han Xiong · Qiang Yang · Applied Physics Letters · 2025年6月 · Vol.126

提出了一种直接由SMA接头馈电的梯度折射率超构表面阵列,用于实现高效的微波功率接收。该设计通过在超构表面单元中引入折射率梯度分布,增强了电磁波的局域聚焦能力,显著提升了接收增益与转换效率。阵列结构与SMA接口集成,简化了馈电网络并降低了损耗。实验结果表明,在5.8 GHz频段下,该接收器具有较高的辐射到直流转换效率和良好的角度稳定性,适用于无线功率传输系统。

解读: 该梯度折射率超构表面技术对阳光电源无线功率传输领域具有前瞻性价值。其5.8GHz高效微波接收与辐射-直流转换能力,可应用于:1)光伏运维场景的无线传感器供电,配合iSolarCloud平台实现免维护监测节点;2)储能系统PowerTitan的无线充电接口设计,简化模块间互联;3)电动汽车充电桩的无线...

电动汽车驱动 ★ 5.0

基于ZnMgO的深紫外加密计算低功耗光电突触器件

Low-power optoelectronic synaptic devices with ZnMgO in deep-ultraviolet encryption computation

Jingyang Li · Kai Chen · Chao Wu · Fengmin Wu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年6月 · Vol.126

报道了一种基于ZnMgO材料的低功耗光电突触器件,应用于深紫外加密计算。该器件展现出优异的光响应特性与突触行为,包括兴奋性后突触电流、脉冲光增益及可调的权重调节能力。通过调控深紫外光照强度与脉冲频率,实现了对突触权重的精确模拟,在低功耗条件下表现出高耐久性与稳定性。研究为深紫外光信息处理与神经形态计算的集成提供了可行方案。

解读: 该ZnMgO光电突触器件的低功耗特性与深紫外加密计算能力,对阳光电源新能源汽车驱动系统具有创新启发价值。其突触权重精确调控机制可借鉴应用于电机驱动控制器的神经网络优化算法,提升扭矩响应速度与能效。深紫外加密技术可强化车载OBC充电机与充电桩的通信安全防护,防止数据篡改。器件展现的高耐久性与低功耗特性...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

基于p-GaN HEMT的紫外探测器在低温下的光响应特性

Photoresponsivity of _p_-GaN HEMT-based ultraviolet photodetectors at low temperatures

Haodong Wang · Meixin Feng · Yaozong Zhong · Xin Chen · Applied Physics Letters · 2025年5月 · Vol.126

本文研究了基于p型GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的紫外光电探测器在低温环境下的光响应性能。通过变温光电测试,系统分析了器件在不同温度下的光电流、响应度及探测机制的变化规律。结果表明,随着温度降低,器件的暗电流显著抑制,光暗电流比大幅提升,同时响应度增强,归因于低温下载流子复合减少与能带结构优化。该工作为高性能紫外探测器在极端环境中的应用提供了实验依据与理论支持。

解读: 该研究对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。p-GaN HEMT在低温环境下光响应性能的提升,可用于优化我司SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器中的GaN器件温控设计。特别是在-40℃低温工况下,通过抑制暗电流提升光暗电流比的方法,有助于提高GaN器件的开关特性和可靠性。这对于提升极寒地...

电动汽车驱动 GaN器件 ★ 4.0

封装型氮化镓HEMT生物传感器及用于脑损伤检测的手持系统

Packaged GaN HEMT biosensor and handheld system for brain injury detection

Rajiv Thakur · Anil Kumar Saini · Nikhil Suri · Dheeraj Kumar Kharbanda · Applied Physics Letters · 2025年3月 · Vol.126

本文报道了一种基于封装型氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)的生物传感器及其集成手持式检测系统,用于快速、灵敏地检测脑损伤相关生物标志物。该器件通过表面功能化实现对目标蛋白的特异性识别,结合紧凑型读出电路,可在临床环境中实现便携式电化学信号采集与分析。实验结果表明,该系统具有高灵敏度、低检测限和良好的选择性,适用于现场即时检测(POCT)场景下的脑损伤早期诊断,为神经创伤的快速评估提供了可行的技术方案。

解读: 该GaN HEMT生物传感器研究虽聚焦医疗领域,但其核心技术对阳光电源GaN功率器件应用具有重要启发。文中展示的GaN器件封装技术、表面功能化处理及高灵敏度信号检测方法,可借鉴至功率模块的热管理与可靠性监测。特别是其紧凑型读出电路与便携式系统设计理念,可应用于SG光伏逆变器和ST储能变流器的智能诊断...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

氧化镓多指MOSFET上微薄膜热电偶的单片集成

Monolithic on-chip integration of micro-thin film thermocouples on multifinger gallium oxide MOSFETs

Hassan Irshad Bhatti · Saudi Arabia · Ganesh Mainali · Xiaohang Li · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了在多指结构的氧化镓金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)上实现微米级薄膜热电偶的单片集成技术。通过优化薄膜沉积与微加工工艺,成功将热电偶直接集成于器件表面,实现实时片上温度监测。该集成方案无需额外封装或外部传感器,显著提升器件热管理精度与响应速度。实验结果表明,集成后的热电偶具有良好的灵敏度与线性输出特性,且对MOSFET电学性能影响可忽略。该技术为高功率半导体器件的热监控提供了紧凑、可靠的解决方案。

解读: 该片上热电偶集成技术对阳光电源的功率器件应用和散热管理具有重要价值。首先可应用于SG系列高功率光伏逆变器的GaN功率模块,实现精确温度监测和过温保护。其次可用于ST系列储能变流器的功率单元散热优化,提升系统可靠性。此外,该技术也适用于大功率充电桩的温度实时监控。通过在功率器件上直接集成温度传感,可实...

光伏发电技术 ★ 5.0

介电纳米复合传输层中的界面光-电子协同效应助力高效钙钛矿光伏

Interfacial photonic-electronic synergy in dielectric nanocomposite transport layers for high-efficiency perovskite photovoltaics

Jingyu Chu · Yubei Han · Liping Zhang · Lijie Sun 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年5月 · Vol.126

本文报道了一种基于介电纳米复合材料的传输层设计,通过界面光子-电子协同效应显著提升钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。该复合层不仅优化了载流子传输与提取,还增强了光场局域化和光吸收。实验结果表明,器件在宽光谱范围内实现了更高的外量子效率和光电流密度,能量转换效率超过23%。此策略为高性能钙钛矿光伏器件的界面工程提供了新思路。

解读: 该介电纳米复合传输层技术对阳光电源光伏产品具有重要应用价值。研究中实现的23%+转换效率和宽光谱外量子效率提升,可直接应用于SG系列光伏逆变器的组件配套优化,通过提升组件弱光响应特性增强系统全天发电量。界面光子-电子协同机制为阳光电源MPPT算法优化提供新思路:可针对钙钛矿组件的光场局域化特性调整扫...

光伏发电技术 ★ 5.0

用于储层计算的具有时序动力学的两端口光伏神经形态器件

Two-terminal photovoltaic neuromorphic device with temporal dynamics for reservoir computing

Hong Fang · Jie Wang · Shuanger Ma · Le Zhao 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年3月 · Vol.126

提出了一种基于光伏效应的两端口神经形态器件,具备类脑突触的时序动力学特性,可用于储层计算。该器件利用光生载流子的动力学响应模拟神经元的时间依赖行为,无需传统三端结构即可实现非线性激活与记忆功能。实验结果表明,该器件在处理时间序列任务中表现出良好的性能,为低功耗、高集成度的神经形态计算系统提供了新思路。

解读: 该光伏神经形态器件技术为阳光电源智能化产品提供了创新思路。其两端口结构和时序动力学特性可应用于:1)SG系列逆变器的MPPT算法优化,利用储层计算实现更快速的光照变化响应和功率预测;2)ST储能系统的智能能量管理,通过时间序列处理提升负荷预测和充放电策略优化能力;3)iSolarCloud平台的边缘...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

外延高介电势垒AlBN/GaN高电子迁移率晶体管

Epitaxial high-K barrier AlBN/GaN HEMTs

Chandrashekhar Savant · Kazuki Nomoto · Saurabh Vishwakarma · Siyuan Ma · Applied Physics Letters · 2025年3月 · Vol.126

报道了一种基于外延生长的高介电常数(high-K)AlBN势垒层的GaN基高电子迁移率晶体管(HEMTs)。通过分子束外延技术实现了高质量AlBN与GaN之间的异质集成,显著增强了极化诱导的二维电子气浓度。该器件展现出优异的栅控能力、高击穿电压和低泄漏电流,得益于AlBN的高导带偏移和大带隙特性。研究为下一代高频、高功率电子器件提供了具有潜力的材料平台和技术路径。

解读: 该AlBN/GaN HEMT技术对阳光电源功率器件升级具有重要参考价值。高介电常数势垒层设计可提升GaN器件的栅控性能和击穿电压,有助于开发更高效的功率开关管。这项技术可应用于SG系列高频光伏逆变器和ST系列储能变流器的功率级设计,提升系统功率密度。特别是在1500V大功率系统中,该技术有望降低开关...

光伏发电技术 ★ 5.0

含PbTe纳米 inclusion 的宽禁带II-VI族二极管用于红外探测与光伏应用

Wide gap II-VI diodes with PbTe nano-inclusions for infrared detection and photovoltaics

Jakub Mateusz Gluch · Michal Szot · Sergij Chusnutdinow · Grzegorz Karczewski · Applied Physics Letters · 2025年3月 · Vol.126

本文报道了基于宽禁带II-VI族半导体并引入PbTe纳米 inclusion 的新型异质结二极管,旨在实现高效红外探测与光伏转换。通过分子束外延技术精确控制PbTe纳米结构的嵌入,显著增强了材料在近红外至中红外波段的光吸收特性。器件表现出良好的整流行为和明显的光电响应,其零偏压探测率在室温下达到可观水平。研究结果表明,该结构在无需制冷的红外光电探测器及扩展光谱响应的光伏器件方面具有潜在应用价值。

解读: 该宽禁带II-VI族半导体与PbTe纳米结构复合技术对阳光电源光伏产品线具有前瞻性参考价值。其近红外至中红外波段光吸收增强特性可启发SG系列逆变器配套组件的光谱响应拓展,特别是在弱光和散射光条件下提升发电效率。零偏压室温探测能力为iSolarCloud智能运维平台的组件热斑检测、红外故障诊断提供新型...

功率器件技术 SiC器件 GaN器件 ★ 5.0

基于AlGaN/GaN HEMT的非经典光电逻辑反相器的实现

Demonstration of AlGaN/GaN HEMT-based non-classical optoelectronic logic inverter

Ramit Kumar Mondal · Fuad Indra Alzakia · Ravikiran Lingaparthi · Nethaji Dharmarasu · Applied Physics Letters · 2025年4月 · Vol.126

本文报道了一种基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的非经典光电逻辑反相器的实验实现。该器件利用光照调控沟道电导,结合HEMT的优异开关特性,实现了光控逻辑反相功能。在无光照时器件处于导通状态,施加特定波长光照后触发载流子分离,导致沟道电流下降并完成逻辑电平翻转。实验结果表明,该反相器具有清晰的输入-输出逻辑关系、良好的响应速度及稳定性。此工作为发展新型集成化、低功耗光逻辑电路提供了可行路径。

解读: 该AlGaN/GaN HEMT光电逻辑反相器技术对阳光电源功率器件创新具有重要启发意义。首先,这种光控开关特性可应用于SG系列逆变器的智能保护电路,提升系统安全性能。其次,光电耦合的非接触控制方式有助于优化ST储能系统的电气隔离设计,提高系统可靠性。此外,该技术为开发新型GaN功率模块提供了创新思路...

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