[发明专利]一种半导体直流光电变压器

权利要求书

1.一种半导体直流光电变压器，其特征在于，包括：

第一电极层；

形成在所述第一电极层之上的电光转换层；

形成在所述电光转换层之上的第二电极层；

形成在所述第二电极层之上的第一隔离层；

形成在所述第一隔离层之上的第三电极层；

形成在所述第三电极层之上的光电转换层；以及

形成在所述光电转换层之上的第四电极层，其中，所述第一隔离层、所述第二电极层和所述第三电极层对所述电光转换层发出的工作光线透明。

2.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，还包括：

位于所述第一电极层和所述电光转换层之间的第一反射层；以及

位于所述第四电极层和所述光电转换层之间的第二反射层。

3.如权利要求2所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述第一反射层和第二反射层为布拉格反射镜或金属全反射镜。

4.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述第一电极层和所述第四电极层为金属电极。

5.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述第一隔离层为Al₂O₃，AlN，SiO₂，MgO，Si₃N₄，BN，金刚石，LiAlO₂，LiGaO₂，半绝缘的GaAs、SiC或GaP，GaN中的一种及其组合，以及稀土氧化物REO及其组合。

6.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述电光转换层、所述第二电极层、所述第一隔离层、所述第三电极层和所述光电转换层的材料折射系数梯次增加。

7.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述电光转换层、所述第二电极层、所述第一隔离层、所述第三电极层和所述光电转换层的材料折射系数接近。

8.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述电光转换层、所述第二电极层、所述第一隔离层、所述第三电极层和所述光电转换层中的至少一个具有粗糙化表面或光子晶体结构。

9.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述第二电极层、所述第一隔离层和所述第三电极层材料的禁带宽度大于所述电光转换层发出的工作光线的光子能量。

10.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述光电转换层为LED结构或激光器结构，其中，所述LED结构包括谐振LED结构。

11.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述电光转换层的材料包括红黄光的AlGaInP，紫外的GaN和InGaN、蓝紫光的InGaN和AlGaInN、ZnO，红光或红外光的AlGaInAs、GaAS、InGaAs、以及其它III族氮系化合物、III族As系或磷系化合物半导体材料及其组合。

12.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述光电转换层的材料包括AlGaInP，InGaAs，InGaN，AlGaInN，InGaAsP，InGaP，以及其它III-V族直接禁带半导体材料及其组合。

13.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述电光转换层和所述光电转换层的能带结构相匹配以使所述电光转换层发出的工作光线的波段与所述光电转换层吸收效率最高的波段相匹配。

14.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述第二电极层和所述第三电极层为重掺杂的半导体材料GaAs、GaN、GaP，AlGaInP、AlGaInN、AlGaInAs，或者导电透明金属氧化物材料ITO、SnO₂、ZnO及其组合。

15.如权利要求1所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，所述电光转换层和/或所述光电转换层为多层多结结构。

16.如权利要求1-15任一项所述的半导体直流光电变压器，其特征在于，还包括形成在所述第四电极层上的第二隔离层，以及形成在所述第二隔离层上的电光转换结构，所述电光转换结构包括所述第一电极层、形成在所述第一电极层之上的所述电光转换层、以及形成在所述电光转换层之上的所述第二电极层。