21世纪以来,随着环境和能源问题的日益严峻,为了实现人类社会的可持续发展,治理环境污染和开发新能源是目前科学工作者的重要研究方向之。利用半导体光催化技术进行光解水制氢降解有机污染物方面的研究日益受到人们的重视,人们不断探索寻找合成方法简单,光响应范围宽,能够充分吸收利用太阳光且光催化效率高的光催化剂。太阳能是地球上最丰富的可持续发展能源,因此如果能够有效地利用太阳能,必将缓解甚至彻底解决能源问题,太阳能电池是一种非常有效的太阳能利用方式。传统的硅基太阳能电池虽然实现了产业化,有着较为成熟的市场,但其性价比还不能与传统能源相竞争,并且在制造生产过程中的污染和能耗问题较为严重。因此,研究和开发新型太阳能电池十分必要。钙钛矿薄膜太阳能电池近两年脱颖而出,其光电转换效率在近五年的时间从3.8%迅速提高到19.2%,甚至有科学家预言其光电转换效率有望达到50%。本文利用第一性原理分别对BiVO3和CH3NH3SnI3进行研究和计算。首先,我们采用杂化泛函方法计算太阳能电池吸收器钙钛矿CH3NH3SnI3的电子性质和载流子迁移率。计算结果表明,电子和空穴的迁移速率具有各向异性,其沿y方向的空穴迁移速率高达1.4×103cm2V-1s-1。由于空穴和电子的迁移率下的同,钙钛矿CH3NH3SnI3可以视为P型半导体。同时,我们从态密度图上发现价带顶和导带底的轨道占据数与有效质量和迁移速率的关系。综上所述,我们的结果可以为电子应用和光电材料提供可靠的实验指导。其次,我们基于密度泛函理论第一原理计算方法对块体BiVO3的电子结构、、磁性和光学性质进行了研究和计算。计算结果表明,钙钛矿BiVO3空间群为Pnma,通过对其总能的计算发现其结构为C型反铁磁(C-AFM),带隙约1.79 eV。从态密度图上得到Bi-O之间和V-O之间的强杂化作用对铁磁性的性质有着至关重要的作用。此外,我们还对其光学性质进行了计算,计算结果表明它在400 nm和760 nm可见光区域具有较强的光吸收作用,因此我们认为BiVO3将是一种很有前途的光催化剂。我们的计算将为BiVO3的合成和应用给予理论上的指导和帮助。