本發(fā)明涉及電流電壓變壓領域，特別涉及III-V族半導體直流變壓器及其形成方法。

背景技術：
現(xiàn)代社會中隨著電子技術的發(fā)展，直流電的應用范圍逐漸擴大，如各種電子設備、LED器件，電動汽車，太陽能電池，燃料電池等，這就牽扯到了直流變壓這樣一個重要的問題，尤其是直流升壓的問題。傳統(tǒng)情況下只有交流電能夠利用電磁耦合簡單可靠的實現(xiàn)變壓，現(xiàn)有的直流變壓方案一種是先把直流電逆變?yōu)榻涣麟?，交流變壓后，再轉換為直流，另一種是采用大量的電力電子器件以及大電感電容等元件通過控制電路的協(xié)調(diào)實現(xiàn)變換，這兩種方案都存在裝置復雜，轉換效率低，元件眾多，體積重量較大，成本高昂等缺點，因此開發(fā)一種結構簡單，體積重量小巧，工作可靠的直流變壓器件，尤其是直流升壓的器件就成了一個亟待解決的關鍵問題。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在至少解決上述技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一系列結構簡單、傳輸效率高的III-V族半導體直流變壓器。本發(fā)明還具體提出了一種氮化物半導體直流變壓器、一種磷化物半導體直流變壓器和一種砷化物半導體直流變壓器。本發(fā)明的另一目的在于提出一系列III-V族半導體直流變壓器的形成方法。本發(fā)明提供一種III-V族半導體直流變壓器，包括：隔離層，隔離層為透明絕緣介質(zhì)；形成在隔離層一側的多個III-V族半導體發(fā)光二極管，多個III-V族半導體發(fā)光二極管中的至少一部分相互串聯(lián)，多個III-V族半導體發(fā)光二極管用于將電能轉換為光能，發(fā)出特定顏色的工作光線；形成在隔離層一側的多個III-V族半導體光電池，多個III-V族半導體光電池中的至少一部分相互串聯(lián)，多個III-V族半導體光電池吸收特定顏色工作光線，用于將光能轉換為電能，其中，III-V族半導體發(fā)光二極管與III-V族半導體光電池的工作光線匹配，且隔離層對工作光線透明，III-V族半導體發(fā)光二極管的數(shù)目與III-V族半導體光電池的數(shù)目呈比例以實現(xiàn)直流變壓。該III-V族半導體直流變壓器還具有耐高壓，無電磁輻射，無線圈結構，安全可靠，傳輸效率高，體積小，壽命長，重量輕，安裝維護方便等優(yōu)點。在本發(fā)明的一個實施例中，III-V族半導體發(fā)光二極管包括：III-V族半導體有源發(fā)光層；形成在III-V族半導體有源發(fā)光層的遠離隔離層一側的第一P型接觸層；形成在 III-V族半導體有源發(fā)光層的接近隔離層一側的第一N型接觸層；形成在第一P型接觸層上的第一電極層；以及形成在第一N型接觸層上的第二電極層。在本發(fā)明的一個實施例中，III-V族半導體光電池包括：III-V族半導體光吸收層；形成在III-V族半導體光吸收層的遠離隔離層一側的第二P型接觸層；形成在III-V族半導體光吸收層的接近隔離層一側的第二N型接觸層；形成在第二P型接觸層上的第三電極層；以及形成在第二N型接觸層上的第四電極層。在本發(fā)明的一個實施例中，III-V族半導體直流變壓器可為雙面結構或單面結構，其中，雙面結構的III-V族半導體直流變壓器中，III-V族半導體發(fā)光二極管與III-V族半導體光電池位于隔離層的不同側面，工作光線以透射的方式傳輸；單面結構的III-V族半導體直流變壓器中，III-V族半導體發(fā)光二極管與III-V族半導體光電池位于隔離層的同一側面，且呈間隔排布，工作光線以反射的方式傳輸，其中，隔離層中具有反光結構，反光結構用于將III-V族半導體二極管發(fā)出的工作光線導向III-V族半導體光電池。在本發(fā)明的一個實施例中，III-V族半導體有源發(fā)光層、第一N型接觸層、隔離層、第二N型接觸層和III-V族半導體光吸收層的材料的折射系數(shù)相匹配。在本發(fā)明的一個實施例中，III-V族半導體直流變壓器還包括：陷光結構，該陷光結構用于將工作光線限定在III-V族半導體直流變壓器內(nèi)。在本發(fā)明的一個實施例中，陷光結構包括：位于III-V族半導體有源發(fā)光層的遠離隔離層一側的第一反射層；以及位于III-V族半導體光吸收層的遠離隔離層一側的第二反射層。在本發(fā)明的一個實施例中，第一反射層和第二反射層為布拉格反射鏡或金屬全反射鏡。在本發(fā)明的一個實施例中，III-V族半導體發(fā)光二極管之間、III-V族半導體光電池之間，或者III-V族半導體發(fā)光二極管和III-V族半導體光電池之間，填充有透明絕緣介質(zhì)且透明絕緣介質(zhì)頂部覆蓋反光材料；或者，III-V族半導體發(fā)光二極管之間、III-V族半導體光電池之間，或者III-V族半導體發(fā)光二極管與III-V族半導體光電池之間，填充有反光絕緣介質(zhì)。具體地，本發(fā)明提出一種氮化物半導體直流變壓器，其具有如上文描述的結構，其中，氮化物半導體直流變壓器的工作光線為藍紫光，III-V族半導體有源發(fā)光層為GaN、InGaN或AlGaInN材料的多量子阱結構，III-V族半導體光吸收層為GaN、InGaN或AlGaInN材料，隔離層為SrTiO3、ZnO、TiO2、Si3N4、SiC、金剛石、GaN、ZrO2、AlN、MgF2、CaF2、CeF2、LiF2、PbF2、Ga2O3、Gd2O3、KTa1-xNbxO3、KTaO3、LiGaO2、LiNbO3、LiTaO3、MgAlO2、MgO、PbWO4、SrxBa1-xNb2O6、YVO4、Ga2O3中的一種及其組合。具體地，本發(fā)明提出一種磷化物半導體直流變壓器，其具有如上文描述的結構，其中，磷化物半導體直流變壓器的工作光線為紅黃光，III-V族半導體有源發(fā)光層為AlGaInP四元化合物材料的多量子阱結構，III-V族半導體光吸收層為AlGaInP四元化 合物材料，隔離層為絕緣或半絕緣的GaP、AlP、AlAs、ZnS、ZnSe、ZnTe、InP、TiO2、ZrO2、SiO2中的一種及其組合。具體地，本發(fā)明提出一種砷化物半導體直流變壓器，其具有如上文描述的結構，其中，砷化物半導體直流變壓器的工作光線為紅外光，III-V族半導體有源發(fā)光層為AlGaAs、AlGaInAs、GaAs或InGaAs材料的多量子阱結構，III-V族半導體光吸收層為AlGaAs、AlGaInAs、GaAs或InGaAs材料，隔離層為絕緣或半絕緣的SiO2、ZrO2、TiO2、InAs、Si、GaAs、AlAs、AlGaAs、InP、AlP或GaP中的一種及其組合。本發(fā)明提供一種III-V族半導體直流變壓器的形成方法，包括步驟：提供第一襯底，并在第一襯底上外延形成III-V族半導體電光轉換結構層；提供第二襯底，并在第二襯底上外延形成III-V族半導體光電轉換結構層；提供隔離層；將III-V族半導體電光轉換結構層從第一襯底上剝離并薄膜轉移到隔離層的一側，并且將III-V族半導體光電轉換結構層從第二襯底上剝離并薄膜轉移到隔離層的另一側；對III-V族半導體電光轉換結構層刻蝕分割和沉積電極，以形成多個III-V族半導體發(fā)光二極管，并對多個III-V族半導體發(fā)光二極管進行串聯(lián)和/或并聯(lián)；將III-V族半導體光電轉換結構層刻蝕分割和沉積電極，以形成多個III-V族半導體光電池，并對多個III-V族半導體光電池進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。該方法制備的III-V族半導體直流變壓器為雙面結構，該方法工藝簡單成熟，適于大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明提供另一種III-V族半導體直流變壓器的形成方法，包括步驟：提供襯底，襯底對III-V族半導體直流變壓器的工作光線透明；在襯底的一個表面外延形成III-V族半導體電光轉換結構層；在襯底的另一個表面外延形成III-V族半導體光電轉換結構層；對III-V族半導體電光轉換結構層刻蝕分割和沉積電極，以形成多個III-V族半導體發(fā)光二極管，并對多個III-V族半導體發(fā)光二極管進行串聯(lián)和/或并聯(lián)；將III-V族半導體光電轉換結構層刻蝕分割和沉積電極，以形成多個III-V族半導體光電池，并對多個III-V族半導體光電池進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。該方法制備的III-V族半導體直流變壓器同為雙面結構，其優(yōu)點在于無需襯底，直接在隔離層兩側外延生長形成器件。本發(fā)明提供另一種III-V族半導體直流變壓器的形成方法，包括步驟：提供襯底；在襯底上外延形成III-V族半導體電光轉換結構層；對III-V族半導體電光轉換結構層刻蝕分割和沉積電極，以形成多個III-V族半導體發(fā)光二極管，并對多個III-V族半導體發(fā)光二極管進行串聯(lián)和/或并聯(lián)；在III-V族半導體電光轉換結構層上外延形成隔離層；在隔離層上形成III-V族半導體光電轉換結構層；將III-V族半導體光電轉換結構層刻蝕分割和沉積電極，以形成多個III-V族半導體光電池，并對多個III-V族半導體光電池進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。該方法制備的III-V族半導體直流變壓器同為雙面結構，其優(yōu)點在于無需剝離工藝，直接在外延生長形成器件的各個層次。本發(fā)明提供另一種III-V族半導體直流變壓器的形成方法，包括步驟：提供第一襯底，并在第一襯底上外延形成III-V族半導體電光轉換結構層；在III-V族半導體電光轉換結構層上外延形成隔離層；提供第二襯底，并在第二襯底上外延形成III-V族半導體光電轉換結構層；將III-V族半導體光電轉換結構層從第二襯底上剝離并薄膜轉移到隔離層之上；對III-V族半導體電光轉換結構層刻蝕分割和沉積電極，以形成多個III-V族半導體發(fā)光二極管，并對多個III-V族半導體發(fā)光二極管進行串聯(lián)和/或并聯(lián)；將III-V族半導體光電轉換結構層刻蝕分割和沉積電極，以形成多個III-V族半導體光電池，并對多個III-V族半導體光電池進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。該方法制備的III-V族半導體直流變壓器同為雙面結構，適用于隔離層比較薄，且隔離層是非晶材料無法繼續(xù)外延生長的情況。本發(fā)明提供另一種III-V族半導體直流變壓器的形成方法，包括步驟：提供襯底，襯底對III-V族半導體直流變壓器的工作光線透明，并且襯底中具有反光結構，反光結構用于將III-V族半導體二極管發(fā)出的工作光線導向III-V族半導體光電池；在襯底上的多個區(qū)域外延形成多個III-V族半導體發(fā)光二極管；在襯底上的其他多個區(qū)域外延形成多個III-V族半導體光電池，其中，多個III-V族半導體發(fā)光二極管與多個III-V族半導體光電池呈間隔排布；對多個III-V族半導體發(fā)光二極管進行串聯(lián)和/或并聯(lián)，以及對多個III-V族半導體光電池進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。該方法制備的III-V族半導體直流變壓器為單面結構。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。附圖說明本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中，圖1為本發(fā)明III-V族半導體直流變壓器的工作原理圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的雙面結構的III-V族半導體直流變壓器的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的單面結構的III-V族半導體直流變壓器的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的III-V族半導體直流變壓器的形成方法的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的III-V族半導體直流變壓器的形成方法的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的III-V族半導體直流變壓器的形成方法的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的III-V族半導體直流變壓器的形成方法的示意圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的III-V族半導體直流變壓器的形成方法的示意圖。具體實施方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明的實施例包括落入所附加權利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。為使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明的III-V族半導體直流變壓器及其形成方法，先結合圖1對本發(fā)明的原理進行簡要闡述。圖1為本發(fā)明III-V族半導體直流變壓器的工作原理示意圖。如圖1所示：III-V族半導體直流變壓器的輸入端串聯(lián)了多個III-V族半導體發(fā)光二極管，其輸出端串聯(lián)了多個III-V族半導體光電池。在每個III-V族半導體發(fā)光二極管上輸入直流電壓V1，以在III-V族半導體發(fā)光二極管中注入載流子復合產(chǎn)生光子，光子傳輸至III-V族半導體光電池，以在III-V族半導體光電池中激發(fā)產(chǎn)生不同的載流子，并通過內(nèi)建電場分離，每個III-V族半導體光電池上輸出直流電壓V2，從而利用光波實現(xiàn)能量傳輸。需要指出的是，III-V族半導體發(fā)光二極管與III-V族半導體光電池的工作光線應當匹配，此時器件的電光-光電能量轉換效率較高，變壓過程中的能損較少。在該能量傳輸過程中，一方面，V1和V2的數(shù)值取決于III-V族半導體發(fā)光二極管和III-V族半導體光電池的材料特性參數(shù)，如材料種類、應變特性、禁帶寬度、摻雜濃度等，故通過調(diào)節(jié)相應的特性參數(shù)以實現(xiàn)能量轉換效率最優(yōu)化；另一方面，通過在輸入端和輸出端分別串聯(lián)不同數(shù)目的III-V族半導體發(fā)光二極管和III-V族半導體光電池，利用二者的數(shù)目比例實現(xiàn)直流變壓。例如，假設III-V族半導體發(fā)光二極管為m個，III-V族半導體光電池為n個，則輸出總電壓/輸入總電壓＝(n*V2)/(m*V1)。需要說明的是，圖1所示實施例的III-V族半導體直流變壓器的輸入端的III-V族半導體發(fā)光二極管和輸出端的III-V族半導體光電池還可以根據(jù)實際情況靈活地進行串并聯(lián)連接。下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的III-V族半導體直流變壓器及其形成方法。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的雙面結構的III-V族半導體直流變壓器的示意圖。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的III-V族半導體直流變壓器包括：多個III-V 族半導體發(fā)光二極管1、多個III-V族半導體光電池2和隔離層3。其中，多個III-V族半導體發(fā)光二極管1形成在隔離層3一側，用于將電能轉換為光能，發(fā)出特定顏色的工作光線，并且多個III-V族半導體發(fā)光二極管1中的至少一部分相互串聯(lián)。具體地，每個III-V族半導體發(fā)光二極管1包括：III-V族半導體有源發(fā)光層101；形成在III-V族半導體有源發(fā)光層101的遠離隔離層3一側的第一P型接觸層102；形成在III-V族半導體有源發(fā)光層101的接近隔離層3一側的第一N型接觸層103；形成在第一P型接觸層102上的第一電極層104；以及形成在第一N型接觸層103上的第二電極層105。需要指出的是，III-V族半導體發(fā)光二極管1的結構細節(jié)可以多種形式，例如，還可以在增加P型限制層和N型接觸層等，或者采用多量子阱的結構。本發(fā)明的實施例僅示出III-V族半導體發(fā)光二極管1的最基礎的結構形式，本領域技術人員可以根據(jù)具體情況靈活設計具體細節(jié)。多個III-V族半導體光電池2形成在隔離層3另一側，吸收特定顏色工作光線，用于將光能轉換為電能，并且多個III-V族半導體光電池2中的至少一部分相互串聯(lián)。具體地，每個III-V族半導體光電池2包括：III-V族半導體光吸收層201；形成在III-V族半導體光吸收層201的遠離隔離層3一側的第二P型接觸層202；形成在III-V族半導體光吸收層201的接近隔離層3一側的第二N型接觸層203；形成在第二P型接觸層202上的第三電極層204；以及形成在第二N型接觸層203上的第四電極層205。需要指出的是，III-V族半導體光電池2的結構細節(jié)可以多種形式，例如，III-V族半導體光吸收層201可以具有有源吸收層、PN結構、PIN結構，多量子阱結構等多種形式。本發(fā)明的實施例僅示出III-V族半導體光電池2的最基礎的結構形式，本領域技術人員可以根據(jù)具體情況靈活設計具體細節(jié)。需要指出的是，III-V族半導體發(fā)光二極管1與III-V族半導體光電池2的工作光線匹配，并且二者數(shù)目成比例以實現(xiàn)直流變壓。隔離層3由對工作光線透明的透明絕緣介質(zhì)材料制成。該III-V族半導體直流變壓器還具有耐高壓，無電磁輻射，無線圈結構，安全可靠，傳輸效率高，體積小，壽命長，重量輕，安裝維護方便等優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的實施例的III-V族半導體直流變壓器，除了可以為如圖2所示的雙面結構之外，還可以為圖3所示的單面結構的形式。單面結構和雙面結構的III-V族半導體直流變壓器的效果并無不同，可以根據(jù)實際安裝環(huán)境的需要靈活選用。圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的單面結構的III-V族半導體直流變壓器的示意圖。如圖3所示，多個III-V族半導體發(fā)光二極管1、多個III-V族半導體光電池2位于隔離層3的同一側面，并且呈間隔排布。該單面結構的III-V族半導體直流變壓器的隔離層3中具有反光結構301，該反光結構用于將III-V族半導體二極管1發(fā)出的工作光線導向III-V族半導體光電池2。此外，為了獲得良好的光電能量轉換效率，應當避免工作光線在傳播時在各層界面處發(fā)生全反射現(xiàn)象。由于當且僅當光線從折射系數(shù)較大的材料進入折射系數(shù)較小的材料時 發(fā)生全反射，故只須沿著光的傳播方向上各層折射系數(shù)適當匹配即可避免全反射的發(fā)生。在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，沿著工作光線傳輸路徑的各層材料的折射系數(shù)匹配。具體地，III-V族半導體有源發(fā)光層101、第一N型接觸層103、隔離層3、第二N型接觸層203和III-V族半導體光吸收層201的折射系數(shù)相近似或者小幅遞增。在本發(fā)明上述實施例中，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的實施例的III-V族半導體直流變壓器可以進一步包括：陷光結構，該陷光結構用于將工作光線限定在所述III-V族半導體直流變壓器內(nèi)，減少光射出帶來的能量損耗，提高傳輸效率。可選地，陷光結構可以是位于III-V族半導體有源發(fā)光層101的遠離隔離層3一側的第一反射層；以及位于III-V族半導體光吸收層201的遠離隔離層3的第二反射層。換言之，第一反射層和第二反射層位于III-V族半導體有源發(fā)光層101和III-V族半導體光吸收層201的兩側，可以將光限定在變壓器內(nèi)部不泄露出，有利于減低能量損耗、提高傳輸效率。優(yōu)選地，第一反射層和第二反射層可通過布拉格反射鏡或金屬全反射鏡來實現(xiàn)。在本發(fā)明上述實施例中，優(yōu)選地，雙面結構III-V族半導體直流變壓器的多個III-V族半導體發(fā)光二極管1之間以及多個III-V族半導體光電池之間，或者單面結構III-V族半導體直流變壓器的多個III-V族半導體發(fā)光二極管和多個III-V族半導體光電池之間，可以填充透明絕緣介質(zhì)且透明絕緣介質(zhì)頂部覆蓋反光材料；或者，直接填充有反光絕緣介質(zhì)。兩種填充方法都能有效地使工作光線限制在III-V族半導體直流變壓器中。本發(fā)明提出的III-V族半導體直流變壓器可以根據(jù)材料的不同大致分為三類：氮化物半導體直流變壓器、磷化物半導體直流變壓器和砷化物半導體直流變壓器。根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導體直流變壓器具有上文的III-V族半導體直流變壓器結構，其工作光線為藍紫光。其中，III-V族半導體有源發(fā)光層101為GaN、InGaN或AlGaInN材料的多量子阱結構；III-V族半導體光吸收層201為ZnO、ZnSe、ZnTe、SiC、GaN、InGaN或AlGaInN材料材料，其中優(yōu)選的為GaN、InGaN或AlGaInN；隔離層3為SrTiO3、ZnO、TiO2、Si3N4、SiC、金剛石、GaN、ZrO2、AlN、MgF2、CaF2、CeF2、LiF2、PbF2、Ga2O3、Gd2O3、KTa1-xNbxO3、KTaO3、LiGaO2、LiNbO3、LiTaO3、MgAlO2、MgO、PbWO4、SrxBa1-xNb2O6、YVO4、Ga2O3中的一種及其組合。根據(jù)本發(fā)明的磷化物半導體直流變壓器具有上文的III-V族半導體直流變壓器結構，其工作光線為紅黃光。其中，III-V族半導體有源發(fā)光層101為AlGaInP四元化合物材料的多量子阱結構；III-V族半導體光吸收層201為AlGaInP四元化合物或InGaP材料，其中優(yōu)選的為AlGaInP四元化合物材料；隔離層3為絕緣或半絕緣的GaP、AlP、AlAs、ZnS、ZnSe、ZnTe、InP、TiO2、ZrO2、SiO2中的一種及其組合。其中，優(yōu)選地，隔離層選用高電阻率半絕緣的GaP。根據(jù)本發(fā)明的砷化物半導體直流變壓器具有上文的III-V族半導體直流變壓器結構，其工作光線為紅外光。其中，III-V族半導體有源發(fā)光層101為AlGaAs、AlGaInAs、GaAs或InGaAs材料的多量子阱結構；III-V族半導體光吸收層201為Si、CdS、CuInGaSe、CdTe、AlGaAs、AlGaInAs、GaAs或InGaAs材料，其中優(yōu)選的為AlGaAs、 AlGaInAs、GaAs或InGaAs材料；隔離層3為絕緣或半絕緣的SiO2、ZrO2、TiO2、InAs、Si、GaAs、AlAs、AlGaAs、InP、AlP或GaP中的一種及其組合。其中，優(yōu)選地，隔離層選用高電阻率半絕緣的GaAs或GaP。圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的III-V族半導體直流變壓器的形成方法的示意圖。如圖4所示，為本發(fā)明的一種雙面結構的III-V族半導體直流變壓器的形成方法的流程圖，該方法可以制備上文所述的雙面結構的III-V族半導體直流變壓器。該方法包括步驟：S101.提供第一襯底001，并在第一襯底001上外延形成III-V族半導體電光轉換結構層10。在本發(fā)明的一個實施例中，III-V族半導體電光轉換結構層10由下至上依次包括第一N型接觸層103、III-V族半導體有源發(fā)光層101和第一P型接觸層102。需要說明的是，此處僅示出最基礎的結構形式，本領域技術人員可以根據(jù)具體情況靈活設計具體細節(jié)。S102.提供第二襯底002，并在第二襯底002上外延形成III-V族半導體光電轉換結構層20。在本發(fā)明的一個實施例中，III-V族半導體光電轉換結構層20由下至上依次包括第二N型接觸層203、III-V族半導體光吸收層201和第二P型接觸層202。需要說明的是，此處僅示出最基礎的結構形式，本領域技術人員可以根據(jù)具體情況靈活設計具體細節(jié)。S103.提供隔離層3，隔離層3的材料為對工作光線透明的絕緣介質(zhì)。將III-V族半導體電光轉換結構層10從第一襯底001上剝離并薄膜轉移至隔離層3的一側，并將III-V族半導體光電轉換結構層20從第二襯底002上剝離并薄膜轉移至隔離層3的另一側。S104.對III-V族半導體電光轉換結構層10刻蝕分割和沉積電極。具體地，沉積第一電極層106和第二電極層107，以形成多個III-V族半導體發(fā)光二極管1，然后利用平面金屬化工藝將III-V族半導體發(fā)光二極管1進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。S105.對III-V族半導體光電轉換結構層20刻蝕分割和沉積電極。具體地，沉積第三電極層204和第四電極層205，以形成多個III-V族半導體光電池2，然后利用平面金屬化工藝將III-V族半導體光電池2進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。通過上述方法制備的III-V族半導體直流變壓器為雙面結構，該方法工藝簡單成熟，適于大規(guī)模生產(chǎn)。以及，需要說明的是，上述形成方法中，步驟S102和S103，步驟S104和S105的順序可以調(diào)換，兩種方式并無本質(zhì)差別。在本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例中，第一襯底、第二襯底和隔離層可能為同一種材料，此時，可以免去在襯底上分別外延生長隨后薄膜轉移的步驟，直接先后在兩面拋光的隔離層3上外延生長。為此，本發(fā)明提出另一種雙面結構的III-V族半導體直流變壓器的形成方法，可以制備上文中的雙面結構的III-V族半導體直流變壓器。該兩面外延的III-V族半導體直流變壓器形成方法的流程圖如圖5所示，包括步驟：S201.提供襯底，該襯底對工作光線透明，在最終成型的III-V族半導體直流變壓器 中相當于隔離層3。襯底的兩個側面均做拋光處理，可用于雙面外延生長。S202.在襯底的一個側面上外延形成III-V族半導體電光轉換結構層10。S203.在襯底的另一個側面上外延形成III-V族半導體光電轉換結構層20。S204.對III-V族半導體電光轉換結構層10刻蝕分割和沉積電極，具體地，沉積第一電極層106和第二電極層107，以形成多個III-V族半導體發(fā)光二極管1，然后利用平面金屬化工藝將III-V族半導體發(fā)光二極管1進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。S205.對III-V族半導體光電轉換結構層20刻蝕分割和沉積電極。具體地，沉積第三電極層204和第四電極層205，以形成多個III-V族半導體光電池2，然后利用平面金屬化工藝將III-V族半導體光電池2進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。上述形成方法的優(yōu)點在于無需犧牲其他生長襯底，直接在隔離層3兩側外延生長形成器件，節(jié)約物料成本。以及，需要說明的是，上述形成方法中，步驟S204和步驟S205的順序可以調(diào)換，兩種方式并無本質(zhì)差別。在本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例中，隔離層的厚度可能較薄，此時，可以免去在襯底上分別外延生長隨后薄膜轉移到隔離層上的步驟，直接先后外延形成器件的各層結構。為此，本發(fā)明提出另一種雙面結構的III-V族半導體直流變壓器的形成方法，可以制備上文的雙面結構的III-V族半導體直流變壓器。該完全通過外延生長的III-V族半導體直流變壓器形成方法的流程圖如圖6所示，包括步驟：S301.提供襯底。S302.襯底上外延形成III-V族半導體電光轉換結構層10。S303.對III-V族半導體電光轉換結構層10刻蝕分割和沉積電極，具體地，沉積第一電極層106和第二電極層107，以形成多個III-V族半導體發(fā)光二極管1，利用平面金屬化工藝將III-V族半導體發(fā)光二極管1進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。S304.在III-V族半導體電光轉換結構層10上外延形成隔離層3。S305.在隔離層3上形成III-V族半導體光電轉換結構層20。S306.將III-V族半導體光電轉換結構層20刻蝕分割和沉積電極，具體地，沉積第三電極層204和第四電極層205，以形成多個III-V族半導體光電池2，利用平面金屬化工藝將III-V族半導體光電池2進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。該形成方法的優(yōu)點在于無需有薄膜轉移的過程，適用于隔離層3較薄的情況。以及，需要說明的是，上述形成方法中，步驟S302至S303和步驟S305至S306的順序可以調(diào)換，兩種方式并無本質(zhì)差別。如圖6所示的通過外延方式生長隔離層的III-V族半導體直流變壓器形成方法中，在某些情況下隔離層材料為多晶材料，不利于進一步在隔離層頂部外延生長，此時可以對形成方法進行改進。外延形成隔離層之后利用薄膜轉移工藝完成隔離層頂部結構的形成。該III-V族半導體直流變壓器形成方法的流程圖如圖7所示，包括步驟：S401.提供第一襯底001，并在第一襯底001上外延形成III-V族半導體電光轉換結構層10。S402.在III-V族半導體電光轉換結構層10上外延形成隔離層3。S403.提供第二襯底002，并在第二襯底002上外延形成III-V族半導體光電轉換結構層20。S404.將III-V族半導體光電轉換結構層20從第二襯底002上剝離并薄膜轉移至隔離層3之上。S405.對III-V族半導體電光轉換結構層10刻蝕分割和沉積電極，具體地，沉積第一電極層106和第二電極層107，以形成多個III-V族半導體發(fā)光二極管1，利用平面金屬化工藝將III-V族半導體發(fā)光二極管1進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。S406.將III-V族半導體光電轉換結構層20刻蝕分割和沉積電極，具體地，沉積第三電極層204和第四電極層205，以形成多個III-V族半導體光電池2，利用平面金屬化工藝將III-V族半導體光電池2進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。需要說明的是，該形成方法中，部分步驟的順序可以調(diào)換，例如也可以先在外延生長III-V族半導體光電轉換結構層20和隔離層3，然后再薄膜轉移加III-V族半導體電光轉換結構層10，以上生長兩種方式并無本質(zhì)差別。以及，步驟S405與步驟S406的順序可以調(diào)換，兩種方式并無本質(zhì)差別。圖8為根據(jù)本發(fā)明一個實施例單面結構III-V族半導體直流變壓器的形成方法的示意圖。如圖8所示，本發(fā)明的一種單面結構的III-V族半導體直流變壓器的形成方法，包括步驟：S501.提供襯底3。襯底3對III-V族半導體直流變壓器的工作光線透明，除支撐器件之外，也起到隔離層的作用。其中，襯底3中具有反光結構301，反光結構301用于將III-V族半導體二極管1發(fā)出的工作光線導向III-V族半導體光電池2。S502.通過掩膜等工藝，在襯底3上的多個區(qū)域外延形成多個III-V族半導體發(fā)光二極管1。S503.通過掩膜等工藝，在襯底3上的其他多個區(qū)域外延形成多個III-V族半導體光電池2，其中，多個III-V族半導體發(fā)光二極管1與多個III-V族半導體光電池2呈間隔排布。S504.用平面金屬化工藝將多個III-V族半導體發(fā)光二極管1進行串聯(lián)和/或并聯(lián)，以及將多個III-V族半導體光電池2進行串聯(lián)和/或并聯(lián)。需要說明的是，圖8所示的單面結構的III-V族半導體直流變壓器的形成方法中，步驟S502和步驟S503的順序可以調(diào)換，兩種方式并無本質(zhì)差別。在上述多種III-V族半導體直流變壓器的形成方法中，優(yōu)選地，還包括步驟：形成陷光結構。可選地，陷光結構可為在P型接觸層104與第一電極層106之間形成第一反射層108；以及在III-V族半導體光吸收層201與第三電極層204之間形成第二反射層206。其中第一反射層108和第二反射層206用于將光限定在變壓器內(nèi)部不泄露出，可以減低能量損耗、提高傳輸效率。優(yōu)選地，第一反射層108和第二反射層206可通過布拉格反射鏡或金屬全反射鏡來實現(xiàn)。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同限定。