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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 适用于汽车LED驱动器的高性能兆赫兹频率谐振直流-直流转换器

    摘要： 硅光互连（SPI）是多处理器片上系统（MPSoCs）中高功耗、低带宽金属互连的一种极具吸引力的替代方案。当采用SPI进行基于波分复用（WDM）的应用时，必须精确校准不同光子器件（如光开关）的中心波长以实现可靠通信。然而SPI对制造非均匀性（即制造工艺变异）敏感，这会导致器件间波长失配，进而造成SPI性能下降。本研究提出了一种计算高效且精确的自下而上方法，用于研究制造工艺变异对无源硅光器件及互连的影响。我们首先在组件层面（即条形波导）建模工艺变异影响，随后在器件层面（即上下路滤波器和光开关），最后在系统层面（即基于WDM的无源SPI）。通过数值模拟不仅评估了本方法的准确性，还展示了其卓越的计算效率。此外，本研究包含多个相同微环的设计、制造与分析，以验证硅光子制造中的工艺变异现象。所提方法的高效性使其能应用于MPSoCs中的大规模无源SPI——这类场景若采用耗时的数值模拟将不可行。

    关键词： 波分复用、制造非均匀性、可靠性、硅光互连

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 分布式并网光伏系统监测网络的可靠性分析

    摘要： 大量分布式并网光伏系统给电网调度带来了新挑战。实时监测光伏系统能有效提升电网接纳和控制分布式光伏的能力，从而缓解其出力不确定性对电网的冲击。为研究分布式光伏监测网络的可靠性，寻找构建高可靠监测系统的方法、分析其监测性能的薄弱环节与关键节点以提升网络性能具有重要意义。本文首先基于无线传感器网络技术构建了光伏系统可靠性模型，随后针对网络可靠性的动态特性，采用故障树分析法判断可能导致网络失效的各种原因及其逻辑关系，最终通过监测网络可靠性分析找出薄弱环节与关键节点。该研究为构建稳定可靠的分布式光伏系统监测网络提供了指导。

    关键词： 监控网络、故障树分析、光伏系统、无线传感器网络、可靠性

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 环境变量对光伏组件降解的影响及可靠性评估方法的前景

    摘要： 背板开裂是现场观察到的主要问题；然而，标准化认证测试（如IEC61215）由于缺乏按顺序或组合施加的关键老化因素（如实际服役环境中存在的因素），无法可靠识别光伏组件的此类失效。为解决该问题，我们研究了五种不同气候区域（包括湿润亚热带、夏季炎热地中海式、热带稀树草原气候和炎热干旱气候）回收的基于聚酰胺的背板在多种环境变量影响下的降解与失效行为。通过主成分分析（PCA）进一步揭示了降解指标与老化变量之间的关联：发现羰基形成与反射太阳辐射、羟基形成与组件温度、黄变与二氧化氮浓度存在强相关性，但未发现特定老化因子与开裂之间存在简单关联。通过采用新型"碎裂测试"对老化聚酰胺背板薄膜引入附加应力因素，我们成功复现了现场开裂行为。本研究表明，光伏组件不同降解模式对实际服役环境应力的响应各异，因此任何基于单一条件设定或缺乏关键环境变量的加速实验室测试都不足以评估光伏组件及材料的长期性能。我们提出了一种基于可靠性的新方法，用于定量关联实验室测试与现场结果，从而预测光伏材料的使用寿命。

    关键词： 可靠性，背板，光伏组件，主成分分析，聚酰胺，老化

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [IEEE 2019年第20届固态传感器、执行器与微系统国际会议暨第33届欧洲传感器会议（TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII） - 德国柏林（2019年6月23日-2019年6月27日）] 2019年第20届固态传感器、执行器与微系统国际会议暨第33届欧洲传感器会议（TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII） - 利用等离子体光学激发实现生物分子在纳米间隙中的操控以实现高灵敏度生物传感

    摘要： 本文提出了一种用于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）?？榈南冉铀俟β恃凡馐宰爸眉胺椒ā８貌馐阅茉诟咏导使た龅牡缙跫陆?，并实现对被测功率IGBT模块的在线老化监测。通过简易控制方法即可模拟多种接近真实三相变流器应用的电气工况。此外，基于所提出的温度应力施加方案，可在短周期内施加不同幅值温度变化并灵活调整温度循环周期。得益于短周期特性，测试结果能在合理时间内获得。文中详细阐述了加速功率循环测试装置的配置方案及各功能控制方法，进而提出一种改进的原位结温估算方法（利用导通态集射极电压VCE_ON与负载电流）。为验证所提装置与方法的有效性，还展示了采用600V/30A塑封IGBT模块实施先进加速功率循环测试的流程及结果。最后对测试?？榻辛耸锢矸治?。

    关键词： 绝缘栅双极型晶体管?？椤⑹锢?、功率循环测试、寿命模型、失效机理、可靠性

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 掺稀土红外发光纳米温度计的可靠性

    摘要： 近年来，掺稀土发光纳米粒子作为纳米温度计的应用备受关注?？蒲Ы缫讶啡险饫嗖牧鲜嵌嘀至煊颍ㄓ绕涫悄擅滓窖В┲惺迪址墙哟ナ骄植课露燃觳庾盍槊?、多功能的系统之一。当前研究聚焦于开发具有新光谱工作范围、卓越亮度和更高灵敏度的多功能纳米温度计。然而，学界尚未重视评估掺稀土发光纳米温度计实际测量可靠性的问题——人们普遍默认它们是理想的温度传感器，但事实远非如此。本研究证实：掺稀土纳米温度计的发射光谱会受到诸多环境和实验因素影响，包括光学激发与荧光收集元件的数值孔径、纳米温度计的局部浓度、光程变化、纳米温度计自身的荧光自吸收以及溶剂的光学吸收等。结论表明，这类纳米温度计的实际可靠性低于预期，因此在通过其发射光谱变化推算温度时必须格外谨慎。

    关键词： 可靠性、溶剂吸收、自吸收、激发功率依赖性、红外发光纳米温度计、稀土掺杂

    更新于2025-09-23 12:58:52

  • [IEEE 2019年光子学最新进展研讨会(WRAP) - 印度古瓦哈提(2019.12.13-2019.12.14)] 2019年光子学最新进展研讨会(WRAP) - 液体中固体脉冲激光烧蚀空化气泡动力学的阴影成像研究

    摘要： 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）功率?？樵谥诙嗟缌ψ挥τ弥械玫焦惴河τ?，其可靠性备受关注。标准IGBT?？槊嫦蛲ㄓ贸【吧杓?，而针对定制化应用的优化设计较少。通过多目标优化技术可改进传统IGBT设计方案。本文提出一种新方法，重点考虑短时功率循环引发的芯片焊接失效与热循环导致的基板焊料疲劳——这两类IGBT主要失效机制。通过解析法计算热阻，并基于经实验验证的高精度有限元模型获取塑性功设计参数。利用代理模型构建最小化塑性功及约束函数的优化目标，采用非支配排序遗传算法II搜索帕累托最优解及最佳设计方案。该组合方案形成了一种有效的功率电子?？槲锢斫峁褂呕椒?，能综合考量现场历史环境与运行条件。

    关键词： 疲劳、功率循环（PC）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、热循环（TC）、可靠性、优化方法、有限元（FE）方法、老化、多目标

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 氮化物基近紫外发光二极管在盐水蒸气环境中的偏置应力退化机制

    摘要： 通过在海盐蒸汽环境中对氮化物基近紫外（近UV）发光二极管（LED）施加正向和反向偏置应力，系统分析了其退化机制。正向偏置应力样品的表面温度高于反向偏置应力样品。正向偏置应力样品的高温加速了器件结构与海盐蒸汽的化学反应，导致更快的退化。通过对样品表面和截面的成分分析来研究失效机制。分析结果表明，氧化铟锡层的侵蚀增强了导电金属向LED晶体的扩散。所提出的方法能在短时间内有效表征近紫外LED的质量。

    关键词： 失效机制、偏置应力、可靠性、近紫外发光二极管

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 光伏组件可靠性 || 组件失效模式

    摘要： 最初的产品可靠性评估基于产品将要暴露的环境，对于光伏（PV）组件而言，即户外地面环境。此类分析能提供一些关于将承受应力水平的线索。最早的光伏组件制造商认识到，组件需要经受住天气（雨、冰雹和雪）、高温、紫外线、湿度和热循环的影响。然而，在大多数情况下，这些应力被低估了。第一代地面光伏组件的可靠性不高，在现场的使用寿命也不长。不过，这第一代产品发挥了重要作用——它们在现场很快失效，从而为后续分析和开发加速应力测试提供了依据（第三章将对此进行描述）。直到产品设计能够通过加速应力测试进行验证后，可靠性才得到显著提升。

    关键词： 失效模式、现场故障、光伏组件、可靠性、加速应力试验

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于多项式混沌和主动子空间的单二极管太阳能电池模型可靠性分析与设计

    摘要： 近年来，光伏发电系统作为清洁能源在全球范围内得到广泛应用。因此研究环境不确定性对这些太阳能电池发电量的影响具有重要意义。本文采用多项式混沌和主动子空间方法，针对户外条件（如温度、辐照度）存在不确定性时单二极管太阳能电池的发电量可靠性分析/设计问题展开研究?；诙嘞钍交煦绲姆⒌缌看砟Ｐ停勺既犯咝У丶扑惴⒌缌康木涤敕讲?。随后将可靠性设计构建为涉及两个目标的多目标优化问题：(A)在温度与辐照度不确定性条件下最大化平均发电量；(B)最小化发电量波动。通过主动子空间方法简化该多目标优化模型，研究发现该方法能将非线性双目标设计问题转化为线性双目标优化问题。仿真结果表明，相较于直接非线性设计方法，该线性优化方案能使最大功率点(MPP)获得更高的均值与更低的方差。

    关键词： 多项式混沌、单二极管太阳能电池、主动子空间、可靠性、多目标优化

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE IECON 2019 - 第45届IEEE工业电子学会年会 - 葡萄牙里斯本 (2019.10.14-2019.10.17)] IECON 2019 - 第45届IEEE工业电子学会年会 - 建筑一体化光伏电气装置的技经分析

    摘要： 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）功率?？樵谥诙嗟缌ψ挥τ弥械玫焦惴河τ?，其可靠性备受关注。标准IGBT?？槊嫦蛲ㄓ贸【吧杓?，而针对定制化应用的设计较少。通过多目标优化技术可改进传统IGBT设计。本文提出一种创新设计方法，重点考虑功率循环短时作用导致的芯片焊接失效与热循环引发的基板焊料疲劳——这两者是IGBT的主要失效机制。通过解析法计算热阻，并采用经实验验证的高精度有限元模型获取塑性功设计参数。基于代理模型构建最小化塑性功及约束函数的目标体系，运用非支配排序遗传算法II搜索帕累托最优解及最佳设计方案。该组合方案形成了一种有效方法，可在考虑现场历史环境与运行条件的基础上优化功率电子?？榈奈锢斫峁?。

    关键词： 上电循环（PC）、老化、疲劳、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、热循环（TC）、多目标、优化方法、可靠性、有限元（FE）方法

    更新于2025-09-19 17:13:59