上转换发光材料在太阳能电池、固态存储等领域具有广泛应用前景,是众多科研人员的研究方向。现今氟化物、氟氧化物的纳米颗粒材料是研究较为成熟、具有代表性的上转换发光材料,但其毒性与不稳定性等特性限制了上转换材料的实际应用。而另一具有应用潜质的重金属氧化物块状上转换材料上转换发光强、机械性能优良,但其玻璃形成能力较差难以通过传统制备方法得到。而无容器凝固方法具有实现快速凝固、抑制触壁形核等特点适用于研究制备重金属氧化物为基质的上转换发光材料。本文首次采用无容器凝固法中的气动悬浮装置制备铌酸盐基质的上转换发光材料,通过气动悬浮技术获得掺杂铒镱稀土元素的透明玻璃小球。采用X射线衍射仪鉴定试样结构,通过差示扫描量热法鉴定试样的热稳定性,在配有980nm连续波长的半导体激光的荧光光谱仪上测量试样的上转换荧光光谱,通过拉曼光谱探究试样的内部结构行为及声子能量,研究基质成分中ZrO2对试样性能的影响。实验结果表明,本文所制备的铌酸盐上转换发光玻璃发射出高强度的绿光、红光,在ZrO2浓度为15mol%时具有最优的上转换发光强度与热稳定性,ZrO2的添加影响试样内部结构行为与声子密度。研究La₂O₃成分含量及试样热处理对试样综合性能的影响。结果表明,La₂O₃成分影响试样内部的网络结构,当La₂O₃含量为10mol%时,试样具有优良的热稳定性、最佳的上转换发光性能;试样上转换发光强度随热处理温度的变化关系,并不是单调增强或减弱,试样在较低温度热处理或晶化后上转换发光性能更好。改变掺杂稀土离子的总浓度和相对比例,发现掺杂浓度为1mol%的试样具有最强的上转换发光,研究绿光发光强度与泵浦功率时发现“饱和”现象。在染料敏化电池中对优化的铌酸盐基质上转换发光材料进行应用尝试。本工作结果表明,无容器凝固法可快速制备玻璃形成能力较差的铌酸盐基质上转换发光玻璃,通过调整基质中各成分与掺杂的稀土离子浓度,可得到高强度的上转换发光材料。上转换发光材料可应用于染料敏化电池中,为提高太阳能转换效率提供一个新的研究解决方向。