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实现超宽禁带半导体ε-Ga2O3的自支撑单晶取向薄膜及其在光电子器件应用中的前景
Realizing freestanding single-crystal oriented membranes of ultrawide-bandgap semiconductor ε-Ga2O3 and their prospects in optoelectronic device applications
Tao Zhang · Jiaying Shen · Dianmeng Dong · Qingyi Zhang 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年3月 · Vol.126
本文报道了高质量自支撑单晶ε-Ga2O3取向薄膜的制备方法，该材料具有超宽禁带特性，展现出优异的热稳定性和化学惰性。通过异质外延生长结合剥离技术，成功获得可转移的柔性薄膜，并系统表征其晶体结构与光学性能。结果表明，ε-Ga2O3薄膜具有明确的晶体取向和高结晶质量，适用于深紫外光探测及高功率电子器件。研究为其在下一代光电子器件中的集成应用提供了可行路径。
解读: 该ε-Ga2O3超宽禁带半导体技术对阳光电源功率器件升级具有前瞻价值。相比现有SiC器件，ε-Ga2O3禁带宽度更大（>4.9eV），可实现更高耐压等级和更低导通损耗，适用于ST系列储能变流器和SG系列1500V光伏逆变器的功率模块优化。其优异热稳定性可降低散热需求，提升PowerTitan储能系统...
Reduced-order multi-particle model of lithium-ion batteries capturing electrochemical heterogeneity at subzero temperatures
Chong Zhu · Jingbo Han · Guodong Fan · Kang Li 等7人 · Applied Energy · 2026年5月 · Vol.410
ALD法制备的高-k ZrAlOx介质用于提升CNTs/ZTO CMOS反相器性能
ALD-derived high-k ZrAlOx dielectrics for boosted performance of CNTs/ZTO CMOS inverter
Jun Yang · Chuanxin Huang · Zhaorui Tong · Hongyu Fan 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年8月 · Vol.127
本研究采用原子层沉积（ALD）技术制备了高介电常数（high-k）ZrAlOx介质，并应用于碳纳米管/氧化锌锡（CNTs/ZTO）互补金属氧化物半导体（CMOS）反相器中。通过优化ZrAlOx介电层的组分与工艺，有效提升了器件的栅控能力与界面特性，显著改善了CMOS反相器的电压增益、噪声容限及开关性能。实验结果表明，该高-k介质可有效抑制栅极泄漏电流并增强跨导，从而实现更优异的整体电学性能。此方法为高性能柔性及低温集成电子器件的发展提供了可行的技术路径。
解读: 该高-k介质CMOS技术对阳光电源功率电子控制系统具有重要参考价值。ALD制备的ZrAlOx介质展现的低泄漏、高跨导特性，可启发ST储能变流器和SG光伏逆变器中栅极驱动电路的优化设计，特别是SiC/GaN功率器件的栅极介质改进，有助于降低开关损耗、提升驱动响应速度。该技术的低温工艺特性适用于iSol...
采用数字刻蚀技术实现单片集成的E/D模式三栅AlGaN/GaN MIS-HEMT稳定高温工作
Stable high-temperature operation of E/D-mode tri-gate AlGaN/GaN MIS-HEMTs with digital recess technique for monolithic integration
Weisheng Wang · United Kingdom · Zhangjiang Laboratory · Ang Li 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
本文报道了一种基于数字刻蚀技术的E/D模式三栅AlGaN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT），实现了稳定的高温工作性能。该器件通过精确控制栅下势垒层的数字刻蚀深度，有效调节阈值电压，兼容单片集成工艺。实验结果表明，在250°C高温环境下，器件仍保持良好的开关特性与电流稳定性，漏电流抑制显著，栅极可靠性优异。该技术为高温、高密度GaN基集成电路的单片集成提供了可行方案。
解读: 该E/D模式GaN MIS-HEMT高温稳定技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。数字刻蚀技术实现的阈值电压精确调控和单片集成能力，可直接应用于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的GaN功率模块设计，通过E/D模式混合集成提升驱动电路集成度，减少外围器件。250°C高温稳定运行特性满足PowerT...
零折射率超表面在微波功率传输应用中的设计与测量
Design and Measurement of a Zero-Index Metasurface for Microwave Power Transmission Applications
Huaiqing Zhang · Zhenteng Fan · Jingjing Yang · Jinpeng He 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年11月
在实际的微波功率传输（MPT）应用中，斜入射角总会影响移动接收器所捕获的功率。为缓解这一问题……
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项零折射率超表面技术虽然聚焦于微波无线电能传输领域，但其底层原理对我们在新能源系统的无线监测、智能运维和未来能源互联网建设方面具有启发意义。 该技术通过超表面材料实现对斜入射电磁波的高效接收，核心价值在于解决移动接收端因角度变化导致的能量捕获效率下降问题。这一技术思路可...
基于新型扇形板脉动热管散热器的高倍聚光光伏模块热性能实验研究
Experimental investigation on the thermal performance of high-concentrated photovoltaic module utilizing the thermal sink of a novel Fan-shaped plate pulsating heat pipe
Wei-Wei Wangac1 · Teng Liub1 · Jun-Zhe Guo · Bin Li 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 高强度太阳光聚集在光伏电池上会导致半导体温度显著升高，从而降低光电转换效率并可能引发光伏组件的不可逆故障。为此，在热设计中创新性地提出了一种超薄扇形板脉动热管（FS-PPHP），通过优化传统平行流道结构，实现对小尺度HCPV电池的高效冷却。本文全面分析和讨论了充液率、倾斜角度、工质种类以及加热功率对FS-PPHP传热性能的影响。结果表明，蒸发段与冷凝段的变直径设计有助于工质回流至加热区域，并增大相邻流道间的压力差势，从而确保FS-PPHP在不同工况下更平稳地启动。在充液率为57%、倾斜角为...
解读: 该扇形板脉动热管技术对阳光电源高功率密度产品具有重要应用价值。在SG系列大功率光伏逆变器中,功率器件散热是关键瓶颈,该超薄热管结构可优化IGBT/SiC模块的温度管理,降低热阻23%意味着可提升功率密度或延长器件寿命。对于PowerTitan储能系统,该技术可改进电池簇温控方案,解决高倍率充放电时的...
高温高频关态应力对AlGaN/GaN HEMT器件陷阱演化的影响
Effect of the High-Temperature and High-Frequency Off-State Stresses on the Evolution of Traps in AlGaN/GaN HEMTs
Fengyi Li · Juan Xue · Xu Hou · Aoran Fan 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年10月
本文通过光电联合测量技术，研究了器件陷阱在高温、高频关态电应力下的演变过程及其精确位置。瞬态电流分析揭示了四种不同类型陷阱的存在。具有微秒级时间常数的陷阱在高温应力下呈现出显著的演变。高温条件还会导致表面态陷阱出现预填充现象，从而使器件的开态电流持续减小。实验结果将有助于优化器件性能。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HEMT器件陷阱演化机制的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其高开关频率、低损耗特性，已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术路径。该研究通过光电联合测量技术揭示了器件在高温高频断态应力下的陷阱演化规律，直接关系到产品的长期可靠性。 研究发...
串联SiC MOSFET在高频快速开关下的非均匀电压均衡方法
Non-Uniform Voltage Balancing Methods for Series-Connected SiC MOSFETs in High-Frequency Fast Switching
Yixin Shi · Dingmeng Guo · Xiaoning Zhang · Yaogong Wang 等6人 · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18
针对传统无源均衡方法在串联碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC-MOSFET）电路中难以实现均匀电压均衡的问题，提出一种基于负载侧的非均匀电阻-电容-二极管（NRCD）均衡方法。该方法考虑驱动电路寄生参数的影响，通过计算各SiC-MOSFET的均衡电容值，实现电路电压均衡的最优匹配，有效提升高频快速开关条件下的电压均衡性能。
解读: 该非均匀电压均衡技术对阳光电源高压大功率产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列1500V光伏逆变器中，串联SiC MOSFET是实现高电压等级的关键方案，但传统均压方法难以应对高频快速开关工况。该研究提出的NRCD方法通过优化各器件均衡电容值，可有效改善PowerTitan等大型储能系...
量子牛顿潮流算法
Quantum Newtonian Power Flow
Ruoyan Fan · Chaofan Lin · Peng Zhang · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年11月 · Vol.41
本文提出量子牛顿潮流（QNPF）算法，基于量子态构建牛顿法框架，结合量子奇异值变换与分块重缩放技术，提升潮流计算的精度、收敛性与病态条件下的稳定性，验证了其在大规模系统中的可扩展性与数值鲁棒性。
解读: 该研究属于前沿量子计算在电力系统分析中的探索性应用，目前尚未进入工程实用阶段，与阳光电源现有产品（如ST系列PCS、PowerTitan、iSolarCloud平台）无直接技术接口。短期内对逆变器控制、储能EMS或智能运维无直接影响；中长期可关注其在超大规模新能源并网仿真、多时间尺度协同优化等场景的...
转子轭部倾斜通孔对永磁同步风力发电机通风与散热性能的提升
Enhanced Ventilation and Thermal Performance by Inclined Through Holes on Rotor Yoke in Permanent Magnet Synchronous Wind Generators
Haoyu Zhou · Lijian Wu · Yang Shi · Jiawen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
中速永磁同步风力发电机（MS - PMSWG）的冷却性能至关重要，因为它决定了发电机的持续输出功率和可靠性。本文基于强制风冷方法，提出了一种具有倾斜通孔的新型转子结构。一方面，通孔为冷却空气提供了额外的流动路径，有效降低了流动阻力。另一方面，当转子旋转时，通孔两端会产生压力差，从而独立地产生气流。为了准确计算流场和温度场，建立了三维（3 - D）计算流体动力学（CFD）模型。以一台1.5兆瓦中速永磁同步风力发电机的基本设计为例，对传统结构和所提出的设计进行了对比分析。在额定运行条件下，采用所提出...
解读: 该散热优化技术对阳光电源的电机驱动产品线具有重要参考价值。转子轭部倾斜通孔设计可应用于新能源汽车驱动电机和大功率储能系统的冷却系统优化,特别是PowerTitan储能系统中的变流器散热设计。通过在功率模块散热结构中引入类似的倾斜通道设计,可提升自然对流效果,降低系统温升。这种被动散热方案无需额外能耗...
降低反铁磁合成体系中斯格明子的脱钉电流
Lowering the skyrmion depinning current in synthetic antiferromagnetic systems
Yancheng Wang · Xin Xie · Haobing Zhang · Xintao Fan 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
磁性斯格明子作为一种拓扑自旋结构，在新一代自旋电子学器件中具有重要应用前景。人工合成的反铁磁体系（SAF）中的斯格明子能有效抑制斯格明子霍尔效应并实现更快的动力学行为，因而尤为引人关注。然而，利用自旋转移矩驱动SAF斯格明子所需的临界电流密度通常显著高于传统铁磁系统。本文通过理论分析与数值模拟表明，通过对体系中不同层施加差异化的电流，可显著降低SAF斯格明子的临界电流密度。该方法适用于周期性钉扎的斯格明子体系，兼具抑制霍尔效应和降低驱动电流的双重优势，为高效操控SAF斯格明子提供了新途径。
解读: 该斯格明子脱钉电流优化技术对阳光电源未来储能系统的磁性存储器件具有前瞻价值。SAF体系通过差异化电流驱动降低临界电流密度的方法，可启发ST系列储能变流器中功率器件的非对称驱动策略设计，在多电平拓扑中通过优化各桥臂开关管的驱动时序与电流分配，降低开关损耗。该研究抑制霍尔效应的思路与PowerTitan...
基于时域偏度与积分能量的柔性直流配电网极对地故障保护方案
Pole-to-Ground Fault Protection Scheme for Flexible DC Distribution Network Based on Time Domain Skewness and Integral Energy
Xiaowei Wang · Ying Tian · Jie Gao · Xiangxiang Wei 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
针对基于模块化多电平换流器的多端柔性直流配电网，线路故障若未能及时切除，将导致电力电子器件损坏甚至换流站烧毁。现有方法难以准确区分区内高阻故障与区外低阻故障。本文分析了系统发生接地故障时各测量点零模电流在时域与复频域的等效模型与方程，提出一种基于时域偏度与积分能量的接地保护方法。利用各测点零模电流偏度符号表征方向特性，线路积分能量表征幅值特性，结合两者可有效识别极端长线路条件下的故障特征。最后在PSCAD/EMTDC平台搭建四端柔性直流电网模型，验证了该保护方法的适应性与优越性。
解读: 该柔性直流配电网保护技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。基于MMC拓扑的储能系统在直流侧故障时面临功率器件损坏风险，文章提出的时域偏度与积分能量双判据方法可有效解决高阻故障识别难题，适用于阳光电源多端直流储能并网场景。该保护算法可集成至ST系列产品的D...
基于卷积图神经网络与参数迁移的区域光伏功率短期概率预测
Short-Term Probabilistic Forecasting for Regional PV Power Based on Convolutional Graph Neural Network and Parameter Transferring
Fan Lin · Yao Zhang · Hanting Zhao · Wei Huo 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月
本文提出一种用于区域光伏功率短期概率预测的新型端到端深度学习模型，该模型具有局部-全局两层结构。在局部层，构建基于有向图的动态空间卷积图神经网络，以学习光伏电站的高维特征表示；在全局层，提出动态图池化方法，将局部特征聚合为全局表示，并映射为区域光伏功率的概率预测结果。为防止过拟合，引入基于参数迁移的训练策略。在公开真实数据上的实验表明，该模型可提供高质量且可靠的短期概率预测。
解读: 该区域光伏功率概率预测技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。其卷积图神经网络可建模区域内多个光伏电站的空间关联性，为SG系列逆变器集群提供更精准的短期功率预测。概率预测结果可优化PowerTitan储能系统的充放电策略制定，通过预测区间合理配置储能容量，提升系统经济性。参...
面向输入饱和的非周期采样数据系统的数据驱动稳定化
Data-Driven Stabilization of Aperiodic Sampled-Data Systems Subject to Input Saturation
Yu-Long Fan · Chuan-Ke Zhang · Xing-Chen Shangguan · Li Jin 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文提出一种无需显式系统模型的数据驱动控制方法，针对受输入饱和约束的非周期采样未知系统，结合测量数据、环路泛函法、广义扇区条件与S-过程，构建LMI形式的局部稳定性设计条件，并优化吸引域估计与最大允许采样间隔。
解读: 该研究对阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式逆变器在弱电网/通信延迟场景下的鲁棒闭环控制具有重要参考价值。其数据驱动LMI设计框架可适配iSolarCloud平台实时量测数据，提升构网型储能系统在采样抖动、通信丢包下的暂态稳定裕度；建议在PowerStack多机协同控制中引入...
带中继端口的模块化多有源桥变换器功率解耦与优化控制研究
Research on Power Decoupling and Optimal Control of Modular Multiactive Bridge Converter With Relay Port
Changyu Gao · Kai Li · Zhibo Zhang · Fan Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
模块化多有源桥（MMAB）变换器是一种模块化、可扩展且极具前景的多端口变换器，它便于实现各种电源和负载之间的灵活互联。在传统的MMAB结构中，所有端口都通过多个高频变压器与一个公共高频链路耦合，这本质上会在端口之间引入交叉耦合功率流。本文提出了一种改进的MMAB变换器结构，该结构引入了一个额外的中继端口，以实现硬件层面的功率解耦。所提出的拓扑结构无需复杂的控制策略，且允许每个端口作为独立的双有源桥变换器独立运行，互不干扰。利用频域分析详细分析了功率流解耦原理。此外，提出了一种基于占空比控制的优化...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项模块化多有源桥（MMAB）变换器技术具有显著的战略价值。该技术通过引入中继端口实现硬件级功率解耦，有效解决了传统多端口变换器中端口间交叉耦合的核心难题，这与阳光电源在光储充一体化、多能互补系统等场景的技术需求高度契合。 在储能系统应用层面，该技术的模块化、可扩展特性能...
基于深度强化学习的移动式风力发电机分配策略以提升配电网韧性
Deep Reinforcement Learning-Based Allocation of Mobile Wind Turbines for Enhancing Resilience in Power Distribution Systems
Ruotan Zhang · Jinshun Su · Payman Dehghanian · Mohannad Alhazmi 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月 · Vol.17
本文提出一种多智能体深度强化学习框架，用于极端事件后调度移动式风力发电机（MWTs）开展配电网服务恢复；采用DQL与DDQL算法，并引入动作约束抑制风电波动影响；在电力-交通耦合系统上验证了其提升系统韧性的有效性。
解读: 该研究虽聚焦风电场景，但其MADRL调度框架与动态功率协同控制思想可迁移至阳光电源PowerTitan/PowerStack储能系统在灾害响应中的智能调度，尤其适用于iSolarCloud平台集成AI运维模块。建议将DDQL算法适配至ST系列PCS的黑启动与孤岛微网协同控制逻辑中，增强光储柴多源应急...
基于可重构有机光伏器件的视觉突触
Visual synapse based on reconfigurable organic photovoltaic cell
Xiangrong Pu1Fan Shu2Qifan Wang1Gang Liu2Zhang Zhang1 · 半导体学报 · 2025年2月 · Vol.46
受大脑分层协同处理视觉信息的启发，本文利用PM6:Y6体系优异的光响应特性，构建了一种垂直结构的光可调有机忆阻器，系统研究了其阻变特性、光电探测能力及光突触行为模拟。该器件实现了稳定的渐进式电阻调控，成功模拟了电压控制的长时程增强/抑制（LTP/LTD）及多种光电协同调节的突触可塑性，并仿真实现了人类视觉神经系统的图像感知与识别功能。以非易失性Au/PM6:Y6/ITO忆阻器作为人工突触与神经元模型，构建了分层协同处理的SLP-CNN级联神经网络，利用其线性可调光电导特性实现网络权重更新，图像识...
解读: 该有机光伏忆阻器技术为阳光电源智能运维系统提供创新思路。其光电协同突触可塑性机制可应用于iSolarCloud平台的边缘智能诊断：利用光伏组件自身光响应特性实现分布式故障识别，无需额外传感器。分层协同SLP-CNN架构可优化ST储能系统的BMS电池状态预测，通过模拟神经突触的渐进式权重调节实现自适应...
真空断路器重燃过电压对海上风电场并联电抗器绝缘累积效应的研究
Cumulative Effect of Reignition Overvoltage Caused by Vacuum Circuit Breaker on Shunt Reactor Insulation in Offshore Wind Farm
Zhi Zheng · Yunzheng Chen · Xiao Zhong · Qingchuan Fan 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年2月
在海上风电场中，真空断路器频繁开断并联电抗器时会产生显著的重燃过电压累积效应。基于电磁暂态程序建立了包含分布参数电抗器模型和考虑电弧重燃的断路器模型，结合波导理论分析了绕组上的电压分布，并探讨了重燃次数对电压振荡的影响。基于绝缘击穿U-N曲线提出了过电压累积效应强度的评估方法，结果表明绝缘薄弱点通常位于绕组中部。对比了三种过电压抑制措施对累积效应的削弱效果，并提出了设备选型建议以防范过电压及其累积危害。
解读: 该研究对阳光电源海上风电储能系统和PowerTitan大型储能系统具有重要参考价值。在海上风电场储能配置中，真空断路器频繁开断并联电抗器产生的重燃过电压累积效应会威胁设备绝缘安全。研究提出的基于U-N曲线的累积效应评估方法和过电压抑制措施，可直接应用于ST系列储能变流器的电网接口设计，优化断路器选型...
基于深度强化学习的移动式风力发电机分配以增强配电系统韧性
Deep Reinforcement Learning-Based Allocation of Mobile Wind Turbines for Enhancing Resilience in Power Distribution Systems
Ruotan Zhang · Jinshun Su · Payman Dehghanian · Mohannad Alhazmi 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
风能资源的广泛应用在应对气候变化中展现出显著优势。移动式风力发电机（MWT）可通过运输系统灵活部署，作为应急电源参与配电系统（PDS）灾后恢复，提升系统韧性。本文提出一种基于多智能体深度强化学习（MADRL）的MWT调度框架，采用深度Q网络（DQL）与双深度Q网络（DDQL）进行训练与对比，并引入动作限制机制以抑制风电波动影响。在锡乌福尔斯交通系统与四个IEEE 33节点配电系统耦合的案例中验证了该方法在提升灾后服务恢复能力方面的有效性。
解读: 该研究的MWT调度与深度强化学习方法对阳光电源储能产品线具有重要参考价值。首先，MADRL框架可优化ST系列储能变流器的调度策略，提升PowerTitan系统在极端天气下的应急响应能力。其次，动作限制机制的设计思路可用于改进储能PCS的功率波动抑制算法。研究中的分布式协同控制方案也可集成到iSola...
用于高温应用的增强型GaN单片双向开关及其集成栅极驱动器
Enhancement-Mode GaN Monolithic Bidirectional Switch with Integrated Gate Driver for High Temperature Application
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...
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