二维类石墨烯半导体材料,因在催化、能量存储和转换以及光探测等诸多领域都呈现出非常优异的性能,而受到广泛的关注。构建新型异质结构,探索基于二维单层材料的排列组合,具有不同能带结构的二维异质结材料逐渐成为了当今的研究热点。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究了二维单层蓝磷与一系列过渡金属二硫化物异质结（简称BlueP/MX2）的晶体结构、电子结构、光学、力学及锂吸附的电化学性质等,以期探索它们在薄膜太阳能电池以及锂电池柔性阳极方面的潜在应用。本文首先对单层材料及搭建的 8种异质结（BlueP/MoS₂、BlueP/MoSe₂、BlueP/WS₂、BlueP/WSe₂、BlueP/NbS₂、BlueP/NbSe₂、BlueP/TaS₂、BlueP/TaSe₂）的晶体结构、电子结构进行了系统的研究,进一步施加电场来调节它们的能带特征,并对表现出金属特性的Blu e P/MX2异质结的力学性质及锂吸附性质等进行深入研究。主要研究成果如下:二维单层蓝磷与一系列过渡金属二硫化物MX2（M=Mo、W、Nb、Ta;X = S、Se）之间具有良好的晶格匹配性,因此适合构造高质量的BlucP/MX2异质结。负的形成能表明这八种异质结具有良好的结构稳定性。BlueP/MoS₂、BlueP/MoSe₂、BlueP/WS₂、BlueP/WSe₂异质结是间接带隙半导体,而BlueP/NbS₂、BlueP/NbSe₂、BlueP/TaS₂、BlueP/TaSe₂异质结则呈现金属特性。对半导体特性的BlueP/MoS₂、BlueP/MoSe₂、BlueP/WS₂、BlueP/WSe₂异质结,进一步施加电场来调节它们的能带特征。该研究结果表明,这四种异质结分别在+0.52、-0.47、+0.53、-0.47 V/A的外加电场作用下由间接带隙转变为直接带隙。而且BlueP/MoSe₂、BlueP/WS₂、BlueP/WSe₂异质结的导带底和价带顶分别位于不同的组成层,这有助于电子-空穴对在不同空间的分布。光学性质的计算结果表明,这四种半导体异质结相比单层体系,具有更宽的光学响应范围及较大的光吸收强度,其中,BlueP/MoS₂、BlueP/MoSe₂异质结的光转化效率分别高达1.16%、0.98%,可以和光转化效率为～1%的Graphene/MoS₂超薄异质结太阳能电池相提并论。因此,半导体特性的BlueP/MoS₂、BlueP/MoSe₂、BlueP/WS₂、BlueP/WSe₂异质结在薄膜太阳能电池以及超薄光电子设备方面具有潜在的应用。对金属特性的BlueP/NbS₂、BlueP/NbSe₂、BlueP/TaS₂、BlueP/TaSe₂异质结的态密度、差分电荷密度、力学性质及锂吸附性质研究结果表明,这四种金属特性异质结具有良好的导电性和力学柔性。其中,BlueP/NbS₂、BlueP/TaS₂这两种异质结的Li存储容量能分别达到528.257、392.154 mAh/g,明显优于石墨阳极材料（372 mAh/g）,有望应用于锂电池阳极。