太阳能是无限供应、安全的清洁能源,因此利用太阳能发电成为学者们研究的重点。太阳能光伏发电技术是将太阳能转换为电能的技术,在这项技术的基础上,晶体硅太阳能电池技术发展成熟、应用广泛。然而,对太阳光谱短波光子较低的利用率导致能量损失较高,严重阻碍了晶体硅太阳能电池的性能提升与应用发展。在晶体硅太阳能电池中使用光谱下转换材料,将入射的短波光子转换为长波光子,可以降低短波波段光子损失,是提高硅太阳能电池转换效率的有效手段。论文主要内容如下:（1）从晶体结构和发光机理两个角度分析CaAlSiN3:Eu2+作为光谱下转换材料的可行性,并测试了荧光粉样品的激发光谱和发射光谱。CaAlSiN3:Eu2+激发谱峰值处波长为430nm,发射光谱中心为610nm,可以实现光谱下转换,具有提升单晶硅太阳能电池光电转换效率的潜力。（2）比较研究了胶膜混合法和丝网印刷法两种光谱下转换层制备工艺对单晶硅太阳能电池性能的影响。结果表明,使用不同下转换层制备工艺的两种样品封装后光电转换效率具有不同幅度的提升,短波波段表面反射率都显著降低。其中,选择胶膜混合法的电池样品光电转换效率相对提升1.589%,选择丝网印刷法的样品相对提升幅度为1.060%,表明胶膜混合法可以给单晶硅太阳能电池带来更大的性能提升。（3）探索了CaAlSiN3:Eu2+红色荧光粉颗粒尺寸对单晶硅太阳能电池性能的影响。根据颗粒尺寸对CaAlSiN3:Eu2+红色荧光粉进行了分类,得到颗粒大小不等的样品,并比较其荧光特性的差异。测试结果显示,当CaAlSiN3:Eu2+红色荧光粉颗粒尺寸在5-20μm范围,颗粒越大,CaAlSiN3:Eu2+激发光强和发射光强越大,发光性能越好。使用不同尺寸的荧光粉样品制备胶膜,应用于电池封装。对比电池封装前后的测试结果得到,使用不同颗粒尺寸荧光粉的四种样品表面反射率和外量子效率变化趋势一致,封装后光电转换效率出现不同幅度的提升。使用8-10μm颗粒的样品相对提升最高,提升幅度为4.477%,使用10-15μm的样品相对提升了3.248%,另两种样品封装后提升较小。说明颗粒尺寸在8-15μm范围内的CaAlSiN3:Eu2+红色荧光粉可以给单晶硅太阳能电池带来更大的性能提升。原因是8-15μm大小的CaAlSiN3:Eu2+颗粒晶体缺陷数目较少,尺寸适中使激发光可到达发光中心,发光性能较好,且与荧光粉颗粒带来的反射和散射实现平衡。