科技的进步给环境带来了巨大灾难,半导体光催化材料的出现使这一现状得以改善。鉴于单斜相BiVO₄各方面优良的性质,使得其成为备受关注用于消除污染的材料。本文采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波赝势法,应用Material Studio软件中的CASTEP模块对C、N非金属掺杂型单斜相BiVO₄,Ag金属掺杂型单斜相BiVO₄以及O、V缺陷型单斜相BiVO₄进行了计算模拟,分别计算分析了它们的电子结构、能带、态密度、电子密度分布以及光学吸收、反射、损失谱,在理论上对其电子结构变化的原因和对光能利用率提升进行了科学的分析和讨论。结论如下:1.在对非金属掺杂单斜相BiVO₄模型进行优化计算后晶胞参数都有所增大,分析能带图发现,在进行掺杂后禁带宽度均显著减小。在C掺杂模型计算所得能带图中发现位于导带和价带间出现杂质能带,正是杂质能带的形成导致了性质的大幅度改变。基于C具有多态化合价的因素且杂质能级靠近价带顶,即属于p型掺杂,结合态密度图分析,主要是因为C2p轨道以及V3d轨道对能带贡献所致。光谱图显示进行C掺杂后,在响应红外方面能力显著提升;N掺杂所得结果有一定的相似性,但由于N具有与O相近的原子半径使得掺杂更容易实现,而禁带宽度变化没有C掺杂结果变化那么大;2.在进行Ag掺杂模型中在截断能设置为765eV的情况下,经过几何优化达到了收敛标准,能带结构发生了很大变化。结合态密度图发现主要是由于s态电子和p态电子发生杂化所致,基于这些性质该材料会在红外探测领域发挥作用;3.O缺陷计算结果显示禁带宽度骤降为0.301eV,且晶格常数发生波动。从态密度图谱清晰看到正是由于s态轨道电子和d态轨道电子分布所致,在响应红外方面性能也有提升;之后的V缺陷计算结果显示,此时在费米能级之上形成了至少三条明显的杂质带,这些杂质能级的存在使得禁带宽度降为1.51eV。同时说明了不同的原子缺陷对同种材料所造成的影响是不同的,但它们都有效的抑制了光生电子-空穴的复合,从而达到提高光催化效率的作用。