新型稀土上转换紫外光发光材料的设计，合成及太阳能的有效利用

Solar energy is an inexhaustible and limitless green clean energy source. However, there is a lethal weakness in the use of solar energy. That is, the constituent of ultraviolet light is fairly low (< 5.0 %) and most of the light are infrared (45 %) and visible light (50 %) which couldn't be used by common semiconductor materials (TiO2 (Eg = 3.2 eV)，ZnO (Eg = 3.2 eV) and CdS (Eg = 2.4 eV)). In order to solve the demand for the ultraviolet light (λ < 378 nm) of these excellent performance semiconductor materials as photoelectric translating material in solar cell, electrode material in the hydrogen production, photocatalysts in the degradation of organic contaminant by solar energy, this subject has designd and synthesized several kinds of (infrared light-visible light→ultraviolet light) upconversion luminescence agents for broad-band spectral absorption. Through doping some metal (Ga and In), non-metallic (B, N and F) and rare earth (Yb) in some traditional upconversion luminescence agents (Er3+:YAlO3 and Er3+:Y3Al5O12), it has increased and broadened the absorbing capacity and absorbing range for infrared and visible light and enhanced the luminous intensity of ultraviolet light. These new type upconversion luminescence agents which have already transformed ultraviolet light into infrared and visible light as strong as possible combined with semiconductor materials play an important role in the development of new energy and the control of environmental pollution.

太阳能是取之不尽用之不竭的绿色清洁能源。但在太阳能利用中有一个致命的缺点，就是在太阳光中，紫外光的成分相当低（< 5.0 %），大部分是常用半导体材料（TiO2，ZnO和CdS等）所不能利用的红外光（45 %）和可见光（50 %）。为了满足这些半导体材料作为太阳能电池光电转换材料，太阳能光解制氢电极材料和太阳能降解有机污染物催化剂时对紫外光的需求，本课题设计和合成了几种新型（红外-可见光）宽波段光谱吸收上转换紫外光发光材料。通过一些元素（B，Ga，In和N，F及稀土原子（Yb）的掺杂，提高和拓宽了传统上装换紫外光发光材料（Er3+:YAlO3和Er3+:Y3Al5O12等）对红外-可见光的吸收能力和吸收范围，增强了紫外光的发光强度。在太阳能利用中，这些新型上转光换紫外发光材料与半导体材料结合，能最大限度地把太阳光中的红外-可见光转变成紫外光，在开发新能源和治理环境污染中发挥重要作用。

太阳能是取之不尽用之不竭的绿色清洁能源。但在太阳能的利用中有一个致命的缺点，就是在太阳光中，紫外光的成分相当低（< 5.0 %），大部分是常用高效半导体光催化剂（Ta2O5，KNbO3和TiO2等）所不能利用的红外光（45 %）和可见光（50 %）。为了满足这些半导体光催化材料作为太阳能电池光电转换材料，太阳能光解制氢电极材料和太阳能降解有机污染物光催化剂时对紫外光的需求，本课题设计和合成了几种新型（红外-可见光）宽波段光谱吸收上转换紫外发光材料。通过一些金属（Ga和In），非金属（B，N和F）和稀土原子（Yb和Tm）的掺杂，提高和拓展了传统上转换紫外发光材料（Er3+:YAlO3和Er3+:Y3Al5O12等）对红外-可见光的吸收能力和吸收范围，增强了紫外光的发光强度。在太阳能利用中，这些新型上转光换紫外发光材料与高效半导体光催化剂（Ta2O5，KNbO3和TiO2等）结合，能最大限度地把太阳光中的红外-可见光转变成紫外光，在开发新能源和治理环境污染中发挥重要作用。项目实施期间，发表sci收录论文75篇（一区论文12篇，二区论文20篇，三区论文17篇，四区论文26篇），申报发明专利27项（获得授权8项，已经公开19项），获得各种科研奖励5项（省部级二等奖1次，市级二等奖1次，省级协会奖3项），出版学术专著1部，共计108项成果。