利用光伏效应将太阳能转换成电能的太阳能电池是当前合理利用太阳能的重要装置之一。然而，目前所广泛使用的硅基太阳能电池其能量转换效率理论最大值仅30％，实际转换效率约15％。通常情况下，到达地面的太阳能光谱（AM1．5）其能量约1000W/㎡，波长覆盖200-2500 nm。然而仅能量大于硅太阳能电池能隙（Eg>1．12eV，λ<1100 nm）的太阳光才能被吸收（载流子热能化也将降低硅电池的效率），而能量小于硅太阳能电池能隙的太阳光（λ>1100 nm）则不能被吸收利用。如何更充分、更合理的吸收太阳光，提高硅基太阳能电池的能量转换效率是当前广泛关注的焦点问题之一。本论文旨在研究，在不改变太阳能电池电子结构的基础上，通过对输入太阳能光谱的调制利用，利用上转换和下转换机理来实现提高Si基太阳能电池能量转换效率的可能性。　　 本文选择在钼酸盐、硼酸盐、铝酸盐等基质材料中掺杂稀土离子，通过差热分析测试，XRD测试，荧光光谱测试以及拉曼光谱测试，研究了此类材料中掺杂不同稀土离子的上转换，红外量子剪裁发光特性。在Gd2（MoO4）3中掺杂Er3+离子，在可调谐激光器（1510-1565 nm）激发下，观察到了Er3+位于545 nm，665 nm，800 nm，980 nm处的上转换发光，而它们所对应的能量大于Si太阳能电池的能带隙，则可能被Si太阳能电池所吸收利用。通过计算得到，位于545 nm处的绿光上转换效率为0．12％，位于665nm处的红光上转换效率为0．05％，位于800 nm和980 nm处的近红外上转换效率分别为0．83％，1．35％。　　 同时，研究了GdAl3（BO3）4中Ce3+-Sm3+以及Tb3+-Sm3+之间的能量传递。在328 nm，377 nm激发下，分别观察到了Ce3+-Sm3+之间以rb3+-Sm3+之间的能量传递，以及Sm3+位于564 nm，599 nm，646 nm，707 nm处的发光，而它们处于能被Si基太阳能电池所吸收的范围内，在理论上，则有可能提高Si基太阳能电池的能量转换效率。　　 此外，本文研究了Yb3+/Tb3+，Yb3+/Tm3+以及Yb3+/Pr3+共掺Y3Al5O12中的红外量子裁剪现象。分别在486，459，488 nm激发下，观察到了Yb3+/Tb3+，Yb3+/Tm3+以及Yb3+/Pr3+之间的红外量子剪裁现象，它们的量子剪裁效率分别为176％，185％，195％。Yb3+在红外光区的发射位于能被Si基太阳能电池所吸收的范围内，在理论上，则有可能提高Si基太阳能电池的能量转换效率。