作为新能源的代表，室内光伏发电受到广泛关注，主要是因为光能在家庭照明和其他设施中的回收和再利用。通常，室内光伏器件在白光发光二极管(WLED)光辐射下工作。众所周知，WLED因其诸多优点，已逐渐取代传统白炽灯成为新一代照明系统，已成为人类生活中必不可少的一部分。商用WLED的耐热性和导热性较差，并且具有较低的显色指数和较高的相关色温，这可能是由于缺乏红光成分。据报道，高色温对人体健康有害，尤其是对人眼有害。近紫外LED激发RGB三色荧光粉或白荧光粉是LED产生白光的方法之一，具有高显色指数、可调CCT和不同驱动电流下高颜色稳定性等优点。因此，获得高性能WLEDs器件的关键是高效荧光粉的制备和开发。

本文采用密度泛函理论研究了InVO₄、InVO₄:Eu³⁺、InVO₄:Y³⁺、YVO₄、YVO₄:Eu³⁺和YVO₄:In³⁺的晶体结构、能带结构、态密度和光学性质，从理论上预测了材料的性能。正如预期的那样，YVO₄:10%In³⁺/1%Eu³⁺通过结合InVO4的宽带发射和YVO₄:Eu³⁺的红光发光，可以发出CRI为95%，CCT为6169K的白光。当In³⁺浓度为3.5mol%时，YVO₄:30%Eu³⁺/3.5%In³⁺发出的光最强，也可作为高效红色荧光粉，构建蓝光发光CQD-N:Tb³⁺和绿色发光MOF:Tb³⁺的WLED器件，其显色指数也可以达到95%，色温为5549 K。制造的WLED器件进一步用于激发硅太阳能电池，使其具有稳定的输出光电流。本研究对高效发光材料的早期合理设计、理论预测和最终实验验证具有十分重要的指导意义。

图1(a)材料合成工艺、WLED器件构造、室内光伏表征机理图。(b,c)YVO₄:Eu³⁺和(d-f)YVO₄:30%Eu³⁺/3.5%In³⁺的 TEM 和 HRTEM 图像。(g-l)YVO₄:30%Eu³⁺/3.5%In³⁺中 Y、In、Eu、V和O的元素映射图像。(m)在紫外光下激发的CQDs-N:Tb³⁺、MOF:Tb³⁺和YVO₄:30%Eu³⁺/3.5%In³⁺溶液的照片。

图2(a,b) YVO₄:Eu³⁺和(c,d) InVO₄:Eu³⁺的激发和发射光谱。(e, f)YVO₄:30%Eu³⁺/In³⁺的激发和发射光谱。(g)利用IES TM-30-18色域指数进一步表征了YVO₄:10%In³⁺/1%Eu³⁺的光谱分布。(h) InVO₄:Eu³⁺、YVO₄:Eu³⁺和 YVO₄:30%Eu³⁺/3.5%In³⁺的发光衰变曲线。(i) YVO₄:30%Eu³⁺/3.5%In³⁺紫外光下的发光稳定性。

王国凤，黑龙江大学功能无机材料化学教育部重点实验室教授、博士生导师。2005年6月在东北师范大学物理学院获得理学硕士学位；2008年12月提前获得吉林大学电子学院博士学位；2009年1月在清华大学化学系做博士后研究工作；2010年到黑龙江大学化学系工作并晋升为副教授；2013年破格晋升为教授，2014年遴选为博士生导师。曾被评为教育部新世纪优秀人才、清华大学优秀博士后、吉林省优秀博士论文奖，曾获得黑龙江省科技奖三等奖（排名第一）、黑龙江省青年科技奖，连续获得黑龙江大学2012、2013年优秀科研成果一等奖。作为负责人承担了国家自然科学基金5项，黑龙江省自然科学基金重点项目1项，博士后科学基金1项，博士后科学基金特别资助1项；授权国家发明专利20余项。主要从事稀土纳米功能材料的合成及性能研究。尤其在稀土纳米发光材料的设计合成、荧光性质及其在电池、白光LED和催化等领域的应用方面取得了一些有意义的研究成果。作为第一作者或通讯作者已在Acc. Chem. Res.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Edit.、Adv. Funct. Mater、Appl. Catal. B-Environ.、Small、J. Mater. Chem. A、Chem. Eng. J.、ACS Appl. Mater. Inter.、Nano Res.、J. Colloid Interf. Sci.、Sci. China Mater.、Chem. Commun.、Chem. Eur. J.和J. Phys. Chem. C等期刊上发表SCI论文80余篇。

朱培芬，美国密苏里大学物理和工程物理学助理教授。主要研究方向为无铅类卤化物和卤化物钙钛矿在光电器件即下一代白光LED的应用。相关研究成果已在Adv. Funct. Mater、Small、J. Mater. Chem. A、Chem. Eng. J.、Adv. Opt. Mater.、ACS Appl. Mater. & Inter.、Nano Res.、J. Colloid Interf. Sci.、Opt. Express、J. Phys. Chem.上发表。

Zhang Y, Mao J, Zhu P, et al. Tunable multicolor luminescence in vanadates from yttrium to indium with enhanced luminous efficiency and stability for its application in WLEDs and indoor photovoltaics. Nano Research, 2023, https://doi.org/10.1007/s12274-023-5821-9.