[发明专利]一种半导体直流变压器

权利要求书

1.一种半导体直流变压器，其特征在于，包括：

多个串联的半导体电光转换结构，用于将输入电能转换为光能；和

多个串联的半导体光电转换结构，用于将所述光能转换为输出电能，其中，所述半导体光电转换结构的数目与所述半导体电光转换结构的数目不同以实现直流变压，且所述半导体电光转换结构与所述半导体光电转换结构的工作光线匹配。

2.如权利要求1所述的半导体直流变压器，其特征在于，所述半导体电光转换结构包括发光二极管、谐振发光二极管或激光二极管。

3.如权利要求1所述的半导体直流变压器，其特征在于，所述半导体光电转换结构为具有背接触或埋接触的单面引出电极结构的光电池。

4.如权利要求1所述的半导体直流变压器，其特征在于，所述半导体电光转换结构或所述半导体光电转换结构包括多个并联的半导体电光转换子单元或多个并联的半导体光电转换子单元。

5.如权利要求1-4中任一项所述的半导体直流变压器，其特征在于，还包括：

隔离层，

其中，所述多个半导体电光转换结构形成在所述隔离层一侧，且每个半导体电光转换结构包括电光转换层，以及所述多个半导体光电转换结构形成在所述隔离层另一侧，且每个光电转换结构包括光电转换层，其中，所述隔离层对所述电光转换层发出的工作光线透明。

6.如权利要求5所述的半导体直流变压器，其特征在于，所述半导体电光转换结构、所述隔离层和所述半导体光电转换结构具有相近似的折射系数。

7.如权利要求5所述的半导体直流变压器，其特征在于，所述半导体电光转换结构、所述隔离层和所述半导体光电转换结构的材料折射系数呈梯度逐级递增。

8.如权利要求5所述的半导体直流变压器，其特征在于，所述半导体电光转换结构、所述隔离层和所述半导体光电转换结构中的至少一个具有粗糙化表面、图形化表面或光子晶体结构。

9.如权利要求5所述的半导体直流变压器，其特征在于，还包括：

位于所述电光转换层顶部的第一接触层，位于所述电光转换层底部的第二接触层，位于所述光电转换层顶部的第三接触层，位于所述光电转换层底部的第四接触层，其中，所述第二接触层和所述第四接触层对所述电光转换层发出的工作光线透明。

10.如权利要求9所述的半导体直流变压器，其特征在于，所述第二接触层和第四接触层为重掺半导体材料、透明导电氧化物、石墨烯中的一种及其组合。

11.如权利要求10所述的半导体直流变压器，其特征在于，还包括：

位于所述电光转换层顶部的反射层；

位于所述光电转换层顶部的反射层。

12.如权利要求5所述的半导体直流变压器，其特征在于，还包括：

位于所述电光转换层两侧的第五接触层；和

位于所述光电转换层两侧的第六接触层。

13.如权利要求12所述的半导体直流变压器，其特征在于，还包括：

位于所述电光转换层顶部的反射层；

位于所述电光转换层顶部的反射层。

14.如权利要求1-4中任一项所述的半导体直流变压器，其特征在于，还包括：

衬底层，

其中，所述多个半导体光电转换结构和多个半导体电光转换结构形成在所述衬底层之上，且所述多个半导体光电转换结构具有光电转换层，所述多个半导体电光转换结构具有电光转换层，其中，所述多个半导体光电转换结构和多个半导体电光转换结构之间填充有绝缘透明介质。

15.如权利要求14所述的半导体直流变压器，其特征在于，所述衬底层底部具有三角形反射结构。

16.如权利要求14所述的半导体直流变压器，其特征在于，还包括：

位于所述电光转换层顶部的第七接触层、位于所述电光转换层底部的第八接触层、位于所述光电转换层顶部的第九接触层，以及位于所述光电转换层底部的第十接触层，其中，所述第八接触层与第十接触层对所述电光转换层发出的工作光线透明。

17.如权利要求16所述的半导体直流变压器，其特征在于，所述第八接触层与第十接触层为重掺半导体材料、透明导电氧化物、石墨烯中的一种及其组合。