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读博期间，张翔昱师从前IEEE主席、IEEE Life Fellow及前IEEE电力与能源协会（PES）主席Saifur Rahman教授，研究需求侧灵活资源的智能控制方案。2018年在谷歌（Google）需求响应智能控制团队Nest Brain实习。2019年以博士后身份加入隶属于美国能源部的国家可再生能源实验室（NREL）；并于2021年转正成为NREL的长聘研究员，工作至2024年回国。

张翔昱曾在电气与人工智能领域发表高水平学术论文30余篇和英文专著章节1篇；是IEEE高级会员。作为技术骨干参与美国能源部资助的国家级项目和国家实验室资助的重点项目10余项，总经费达1500万美元，其中主持2项。研究成果通过与企业合作在电网用户及系统进行验证并应用。他曾获美国能源部颁发的建筑-电网集成研发创新者奖项及资助。

可再生能源实验室隶属于美国能源部3118云顶网站，其前身是1977年开始运行的太阳能研究所。美国“勇气”号和“机遇”号火星车使用的太阳能电池板就由该实验室制造。该实验室从事太阳能研究的工程师马克·兰德里介绍，太空中使用的一些太阳能电池的效率接近50％，但其价格极其昂贵，他所在的实验室正与一些公司合作，研究怎样降低成本，并进行大规模生产，他认为薄膜太阳能电池是太阳能电池的未来。