文 献 综 述

1.前言

发光材料在人类的历史长河中起着至关重要的作用，而发光现象从17世纪才开始逐渐成为实验科学的研究对象^[1]。当今，谈到发光材料必然离不开稀土元素。稀土元素的电子层结构特殊，具有其它元素无法比拟的光谱特性，稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴。随着这些年来稀土分离、提纯技术的进步及其它相关技术的促进，稀土发光材料的研究和应用得到了显著发展^[2]。作为一种优良的功能性无机材料，稀土钒酸盐被广泛的应用于发光材料中。由于其发光性能优异，人们在稀土钒酸盐的设计和合成上投入了大量的精力。

另一方面，能源问题也是一个历久弥新的问题，以太阳能光伏发电为代表的可再生能源产业正逐步进入人类能源结构，并将成为未来能源发展的必然趋势。稀土荧光材料可以有效地将太阳光谱的紫外光和近红外光（＞1000 nm）转换为能被硅和半导体太阳能电池响应的光谱^[3~4]。虽然其在太阳能电池中具有发展前途，基于稀土材料的下迁移（斯托克）发光和量子剪裁发光，理论上可以突破硅太阳能电池的极限光电转换效率，但是由于生产工艺复杂、实际应用中能量损耗较大，使得内置光谱转换层的硅太阳能电池的大规模民用化推广存在一些问题。关于这一热点话题的研究，从理论体系到实际应用，都充满了探讨性和挖掘点。

目前，钒酸钇基荧光粉的研究已经有了长足的发展，许多学者在其性能及效率的提升上都做了大量研究，关于改变其形态从而相应的特性也是一个关键问题，材料的尺寸和结构也赋予了其广泛的应用前景^[5]。

2. 研究进展

自从1964年Levine A K 等人^[6]用固相法合成 YVO₄:Eu³ 发光材料以来，以钒酸盐为基质的发光材料备受人们的关注。2010年，Bao A ^[7]等人采用简单的柠檬酸盐溶胶-凝胶法制备出单分散性的YVO₄:Eu³ /SiO₂核壳结构荧光粉。2012 年，Saltarelli M等人^[8]采用水解溶胶-凝胶法合成YVO₄:Eu³ 荧光粉，研究碱性催化剂对YVO₄:Eu³ 荧光粉制备的影响。同年，Li J G等人^[9]采用溶剂热法合成了杆状的YVO₄:Dy³ 纳米晶体，并研究了其发光特性。2013年，Dolinskaya Y A 和Kolesnikov I E等人^[10]采用溶胶-凝胶法合成YVO₄:Eu³ 纳米粒子，并研究其发光特性。2014年，刘红涛^[11]采用水热法合成稀土离子掺杂YVO₄荧光粉。2015年，昝晓汝^[3]研究了单掺杂Ln³ (Ln=Er、Eu、Dy、Ce、Ho、Yb)以及双掺杂Ln³ -Yb³ (Ln=Er,Ho)钒酸盐(YVO4)微/纳米样品的荧光性能。2016年，YaLi Liu等人^[6]采用表面活性剂辅助水热法合成YVO₄纳米/显微结构，同年张海鹏等人^[12]在不同种表面活性剂和不同的pH值的共同作用下制备发光性能优异的介孔稀土钒酸盐及以其为主体材料的有机无机杂化发光材料作为研究主题,并对其合成条件、形貌结构与其性能的关系进行了研究。2017年Hao hao Wang^[13]通过激光烧蚀乙醇制备YVO₄：Eu³ 纳米粒子并研究其形貌和光学性质。

对以YVO₄为基质的发光材料的研究内容主要包括以下五个方面：一是通过掺杂不同的稀土离子得到具有各种光发射的 YVO₄发光材料；二是采用不同的制备方法得到不同形状的 YVO₄发光材料；三是掺杂有利的其他离子来提高 YVO₄发光材料的发光性能；四是对 YVO₄发光材料进行表面改性，主要是通过表面包覆来得到核壳结构的 YVO₄发光材料；五是研究 YVO₄发光材料的发光性能和晶体里的能量转移过程。研究目的主要是通过不同的方法来提高稀土离子掺杂发光材料的发光性能，并研究其发光机理^[14]。而国内外对以何种制备方式以及反应条件制备性能优异的钒酸钇基荧光粉还未有系统的结论，因此在此方面还有很多的研究方向。

3.发光和发光材料