(1) 课题来源与背景：随着社会的不断发展和城镇化进程的不断推进，我国人多地少的矛盾日益突出。改变传统的农业耕作方式，充分利用现代及未来新能源、新材料、新装备以及新信息技术、新生物技术，发展生态高效农业以及光伏农业已经成为重大的科技问题。研究表明，具有光转换功能的光致发光材料在提高农作物对太阳能利用率、改善农作物生长所需光质等方面具有重要的促进作用。然而，长期以来研究和使用的农用转光材料存在发射光谱与农作物叶绿素的吸收光谱匹配差、太阳光转换效率低、耐侯性差、寿命短等缺点。因此，设计合成新型高效转光材料，将太阳光中对农作物生长有害的紫外线以及农作物不能吸收的绿光有效地转换成农作物可以吸收利用的红光和蓝光，从而提高农作物对太阳光能的转化和利用效率，成为发展高值生态农业、实现农业增产的核心科技问题之一。

   (2) 技术原理及性能指标。
   技术原理：植物生理学研究表明，多数植物的光谱响应峰值分别出现在440 nm、620 nm和670 nm( 10 nm)处，其中蓝光有利于茎叶的生长，而红光促进果实的增收。然而，在垂直入射到地面的日光光谱中，能量分布最多的绿光不能被叶绿体吸收利用，250-400 nm波段的紫外光加速农作物虫害的发育，800-1200 nm的近红外光导致大棚温度上升不利于作物生长。稀土为主的无机荧光粉可以根据不同需求，对太阳光进行不同类型的吸收并转光，从而可以实现植物对太阳光的最大程度利用以提高植物的光合效率。
    性能指标：(1) 综合运用多种合成方法与制备技术，摸索并优化了系列不同结构的无机体系、复合组装体系农用转光材料的关键制备技术。(2) 优化和调控了不同发光颜色的农用转光材料的性能，构建并筛选出新型高效农用转光材料。为最终获得吸收光谱和发射光谱均能较好满足农作物生长所需光谱能量的新型农用转光材料提供新的材料支撑和实验依据。(3) 探索农用转光材料的转光机制，为材料设计和合成提供直接的关于波长调控及转光效应的反馈信息，并用于指导其它用途固体发光材料的研究与开发。(4) 申请专利3件，发表论文6篇。培养研究生5名。

    (3) 技术的创造性与先进性：开展新型高效农用转光材料的设计、合成及性能优化，有望解决目前研究和应用的农用转光材料所存在的光谱匹配性差、易光解、易氧化、稳定性差、寿命短和成本高等诸多问题，具有重要的创新性和实用性。
开展农用发光材料的制备、优化及转光机理研究，侧重于探讨稀土和非稀土离子掺杂的多种体系无机转光材料的基质组成、结构调控与发光性能之间的相互影响规律，所提出的研究内容和方案未见国内外研究报道，具有明显的创新性。

   (4) 技术的成熟程度，适用范围和安全性：紧密跟踪国际研究前沿趋势，项目执行期间先后主要开展了：1) 综合运用多种合成方法与制备技术，摸索并优化了系列不同结构的无机体系、复合组装体系农用转光材料的关键制备技术。2) 优化和调控了不同发光颜色的农用转光材料的性能，构建并筛选出新型高效农用转光材料。为最终获得吸收光谱和发射光谱均能较好满足农作物生长所需光谱能量的新型农用转光材料提供新的材料支撑和实验依据。3) 初步探索了农用转光材料的转光机制，为材料设计和合成提供直接的关于波长调控及转光效应的反馈信息。从我们现已有的研究成果来看，我们的研发技术已经接近成熟。
    适用范围：我们开发的多种无机转光材料结构稳定，耐侯性良好，可用于农业种植大棚的转光薄膜，提高农作物对太阳光的有效利用效率，促进作物增长和提质，市场前景广阔。
    安全性：本项目所提出的材料和产品的研究开发以及中试，对环境没有污染，符合国家的环保下放，具有高度安全性。

   (5) 应用情况及存在问题。

    应用情况：应用于农用转光薄膜，亦可用于LED灯的转光罩等。
    存在问题：本项目研究目前处于实验室前期研发阶段，所开发的多种体系转光剂的合成工艺尚待进一步放大实验及性能优化，目前没有具体的市场推广及技术应用。根据目前市场情况，所开发的无机转光材料具有潜在的市场应用前景。