能源危机是当前国际社会面临的严重问题，而开发新能源作为保证市场经济持续运行的资源载体，则成为当下讨论和研究的核心话题之一。太阳能电池作为各方面基本条件均符合要求的一种新型能源利用方式，一直被寄予厚望。但是，到目前为止，即使是研究最成熟的硅太阳能电池，在实际应用方面也仍然存在着很多的问题。其中之一就是工业生产硅太阳能电池的实际光电转换效率还是相对较低，因此进一步的提高硅太阳能电池的转换效率仍是一个焦点问题。在此背景之下，有学者提出传统的利用改善和优化电池组件的方式提升光电转换效率已经很难再有新的突破，而光谱调制作为提升太阳能电池光电转换效率的一个新的突破口，已逐渐开始受到广泛的关注。下转换作为光谱调制中的一种，能够改变照射到太阳能电池表面的光谱波长，使之能够更充分的吸收利用来自太阳光的能量。与光致发光相比，下转换对能量的利用率更高，理论上可达到200%。然而，下转换作为最有发展潜力的一种提升硅太阳能电池转换效率的方法，却一直难以应用于实践，其原因是多方面的。首先，高效率的下转换多发生于低声子能量的晶体材料中，对材料要求的苛刻条件限制了其实际应用。其次，下转换材料在实验室中得到的量子效率已经很可观，但其表现出的弱吸收却使得实际发生下转换时参与传递过程的能量仍然很少。本文采用高温熔融法成功制备出了含有CaF2晶相的氟氧化物微晶玻璃。结构的表征结果显示，CaF2的晶粒尺寸被控制在25nm左右，从而确保了微晶玻璃的透明性。同时，由于稀土Yb3+离子的引入并优先富集于CaF2晶体的周围，从而形成Ca0.8Yb0.2F2.2固溶体。氟氧化物微晶玻璃作为一种混合了晶相与玻璃相的特殊功能材料，其最大的优点就是玻璃基质的声子能量低，稀土离子在该基质中的多声子弛豫几率相对较低，因此很适合作为稀土发光的基质材料。在此基础上，实验制备了Bi3+/Yb3+共掺的氟氧化物玻璃陶瓷。结果显示，在氟氧化物微晶玻璃中，金属Bi3+离子对于Yb3+离子的发光而言是一种十分有效的敏化剂。由于Bi3+离子能够吸收紫外波段的光，因此在紫外光的激发下，一个Bi3+离子在吸收光子的能量后，会将能量传递给周围的两个Yb3+离子，Yb3+离子再由激发态2F5/2返回基态2F7/2，从而在1μm波段的近红外区间能够观察到强烈的近红外发射峰。通过计算得到Bi3+-Yb3+之间的量子剪裁效率最大可达到170.1%。因此，氟氧化物微晶玻璃在提高太阳能电池的能量转换效率上有着巨大的潜力。本文的最后部分在结合了Ce3+-Yb3+下转换和Er3+-Yb3+下转换的研究基础上，制备了Ce3+-Er3+-Yb3+三掺的氟氧化物微晶玻璃。实验结果显示在Ce3+-Er3+-Yb3+三种离子复杂的能量传递过程中，Ce3+-Yb3+和Er3+-Yb3+之间均存在着下转换的过程。此外，由于Ce3+的宽带发射谱和Er3+的激发谱重合，Ce3+-Er3+之间也存在着能量的转换过程。最后，通过与Ce3+-Yb3+和Er3+-Yb3+共掺的微晶玻璃对比发现， Ce3+-Er3+-Yb3+三掺的氟氧化物微晶玻璃在紫外-可见光区域表现出更强的吸收效果，因此对太阳光的能量利用率也更高。