在光致发光能量转换材料的研究领域,稀土离子特殊的电子层结构使其具有覆盖光谱范围广、发光性质好、物理化学性质稳定等优点,因而一直受到研究者们的青睐。但由于稀土掺杂发光材料涉及的学科领域众多,内部相关问题也十分复杂,尽管前人已经做了大量的探索和研究,但要想将其推广到更多更新的产业领域,目前尚有许多不足之处以待完善。例如,利用稀土的转光性质对太阳光谱进行调制,以实现太阳能电池的全频域光伏响应,目前尚有一些光谱波段区域的研究不够深入;稀土离子的光谱特征和发光效率,也容易受到基质材料性能、能量转换机制及晶体场参数等因素的影响。为了探索和解决这些问题,本论文选取氟化物作为主要切入点,用多种手段进行稀土掺杂合成,并对其进行相应的表征和发光特性的研究,取得了一些初步成果,现就本论文的研究内容概述如下:一,合成了Tm³⁺离子单掺的YF₃磷光体,实现了1150-1300nm红外波段的上转换发光,对太阳能电池的全频域光伏响应的研究有重要参考意义。和传统的Tm³⁺/Yb³⁺离子对共掺杂体系比较,此方法使得Tm³⁺离子脱离了敏化剂Yb³⁺离子的束缚,避免了发光过程中Yb³⁺离子传递能量给Tm³⁺离子的过程,减少了能量损失。同时也研究了紫外激发下的发光性质,展现了材料能够把高频段和低频段的光同时转到中频段的能力,从而更好地匹配了太阳光在地球表面的实际频谱分布情况。二,通过湿化学合成手段制备了纳米尺度下的NaYbF₄,实现了纳米盘、纳米棒两种形貌的合成。实验中掺入了敏化剂Gd³⁺离子,通过调控其浓度则可以调节合成的纳米晶的尺寸和形貌。与此同时,样品的荧光光谱也表明,在上一章内容的基础上,此章实现了更高能光子的发射,并且敏化剂Gd³⁺离子的调控也能使得Tm³⁺离子的发光得到调制和增强,因而实现了单一稀土敏化剂对稀土掺杂氟化物纳米材料的尺寸形貌及光谱的联合调制。三,研究了在三元氟化物中掺杂的Tm³⁺离子的上转换发光性质。在上一章通过Gd³⁺离子掺杂来调控Tm³⁺离子发光的基础上,本章通过掺杂碱土金属Sr²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺离子的方式,对Tm³⁺离子的发光强度亦有调制和增,并对此调制机理进行了理论解释,主要为掺杂的碱土金属离子调节了基质材料的晶胞参数,进而影响了内部稀土离子的发光性质。由于此种实验方法采用了价格低廉的碱土金属离子为原料,比之昂贵的稀土原料,节约了成本的同时也达到了增强材料发光性质的目的,为今后大规模工业生产应用提供了一个高性价比的路径。