[发明专利]上转换器件和材料及其制造方法

权利要求书

1.一种上转换器件，包括：

发光层，所述发光层包括通过外延生长的方式生成的多个第一材料，所述发光层通过所述多个第一材料将电能转换成光能，以发射光子；和

光子捕获层，与所述发光层形成闭合回路，所述光子捕获层用于捕获光子，所述光子捕获层包括通过外延生长的方式生成的多个第二材料，所述光子捕获层通过所述多个第二材料将光能转换成电能，以驱动所述发光层发射光子，

其中，所述光子捕获层与所述发光层形成闭合回路包括：通过外延生长的方式在光子捕获层的一侧生成发光层，使得所述发光层和光子捕获层的至少一侧相互接触，所述发光层和所述光子捕获层的另一侧通过导电介质连接，

其中，所述光子捕获层包括至少两个光子捕获子单元，所述光子捕获子单元各自捕获的光子的能量低于所述发光层发射的光子的能量，多个所述光子捕获子单元用于吸收和转换不同光谱范围的光子，将捕获的光子的能量转换成电能，以向所述发光层提供电压，使得所述发光层发射光子。

2.根据权利要求1所述的器件，其中，

所述光子捕获层包括至少两个光子捕获子单元；以及

在所述光子捕获层包括多个光子捕获子单元的结构情况下，所述光子捕获层还包括隧穿结，用于连接相邻的光子捕获子单元。

3.根据权利要求1所述的器件，其中，所述发光层包括分布式布拉格反射层。

4.根据权利要求1所述的器件，其中，所述光子捕获层与所述发光层形成闭合回路包括，所述发光层的负极生长于所述光子捕获层的负极一侧，所述发光层的正极与所述光子捕获层的正极通过导电介质连接。

5.一种上转换器件的制造方法，包括：

制备发光层和光子捕获层；以及

连接所述发光层与所述光子捕获层上相对应的电极，形成闭合回路，

其中，所述发光层是通过外延生长的方式生成多个第一材料而制成的，所述发光层通过所述多个第一材料将电能转换成光能，以发射光子，所述光子捕获层用于捕获光子，所述光子捕获层是通过外延生长的方式生成多个第二材料而制成的，所述光子捕获层通过所述多个第二材料将光能转换成电能，以驱动所述发光层发射光子，

所述光子捕获层包括至少两个光子捕获子单元，所述光子捕获子单元各自捕获的光子的能量低于所述发光层发射的光子的能量，多个所述光子捕获子单元用于吸收和转换不同光谱范围的光子，将捕获的光子的能量转换成电能，以向所述发光层提供电压，使得所述发光层发射光子，

其中，所述光子捕获层与所述发光层形成闭合回路包括：通过外延生长的方式在光子捕获层的一侧生成发光层，使得所述发光层和光子捕获层的至少一侧相互接触，所述发光层和所述光子捕获层的另一侧通过导电介质连接。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述光子捕获层包括至少两个光子捕获子单元；以及在所述光子捕获层包括多个光子捕获子单元的结构情况下，所述光子捕获层还包括隧穿结设计，用于连接相邻的光子捕获子单元。

7.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述发光层包括分布式布拉格反射层。

8.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述制备发光层和光子捕获层包括：

在第一基底上以外延生长的方式，制备发光层和光子捕获层，其中，所述发光层的正极与所述光子捕获层的正极相对，或者，所述发光层的负极与所述光子捕获层的负极相对。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述连接所述发光层与所述光子捕获层上相对应的电极，形成闭合回路包括：

刻蚀所述发光层和光子捕获层，使与所述第一基底相连的电极层裸露；以及在所述发光层或所述光子捕获层中与所述第一基底距离最远的电极和与所述第一基底相连的电极上沉积金属，并连接所述与所述第一基底距离最远的电极和所述与所述第一基底相连的电极，形成闭合回路。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一基底包括第一牺牲层，用于分离所述第一基底。