金属卤化物钙钛矿因较低的成本、良好的光学带隙、较小的激子结合能以及较长的电荷载流子扩散长度等优点,成为最具潜质的未来光电材料之一。材料光电性质取决于电子结构等微观特征,如能带带隙、载流子有效质量等,其中带隙大小与其光吸收能力息息相关。除了本征结构因素,温度是影响材料带隙的重要外因之一:实验发现金属卤化物钙钛矿在不同温度下会发生相变导致光吸收谱发生变化,此外在同一相内,其光吸收谱也会因温度升高而发生蓝移,这意味着温度的变化引起了带隙的改变,对于光电性质有较大影响。不发生相变条件下,研究表明材料带隙随温度变化主要由两个方面引起:晶格热膨胀和晶格热振动。因此,为了更好开展金属卤化物钙钛矿光电性质的预测,考察温度对其能带结构的影响尤其是微观机理的探究就很重要。除此以外,光电性质也跟器件的稳定性息息相关,过多的热量积累是不利于光电器件的实际应用的,因此,本论文也考察钙钛矿的热输运性质,重点关注温度对其声子谱和热输运性质的影响。本工作中,我们利用近期发展的一套电子-声子重整化（Electron-Phonon Renormalization,EPR）计算方法,同时考虑了一定温度下晶格膨胀和晶格振动影响,研究了全无机钙钛矿Cs Pb I3不同温度和不同相（正交相、四方相和立方相）的能带结构;利用第一性原理分子动力学模拟（ab initio Molecular Dynamics,AIMD）和温度依赖有效势方法（Temperature Dependent Effective Potential,TDEP）,考察了不同温度Cs Pb I3声子谱,并基于Boltzmann输运方程和三声子散射,获得了Cs Pb I3的晶格热导率;此外又利用AIMD模拟的方法考虑了温度效应,预测了有限温度下有机-无机杂化钙钛矿MAPb(I1-xBrx)3（x=0,0.33,0.67,1）在不同卤族元素掺杂浓度x下的带隙。本文的研究表明:对于CsPbI3三相,有限温度下晶格振动会导致结构无序,使得Pb-I-Pb键角大幅度变小、Pb-I键长稍微变大,特别是立方相变化更为明显。由于Cs Pb I3的VBM有强的Pb-I反键,上述键长的增大或者键角的减小都会导致VBM下移,最终使得Cs Pb I3三相的带隙均比仅考虑晶格膨胀时的要大;在Cs Pb I3同一相内,由于温度升高对Pb-I-Pb键角大小基本没有影响,而Pb-I键长仅些许增大,使得带隙的增值也不明显。通过分析不同温度Cs Pb I3三相的声子谱,发现它们光学声子频率随温度升高而显著下移,而声学声子随温度升高而微弱上移;此外,由于较小的声子群速度和声子寿命,计算发现Cs Pb I3的晶格热导率较低,尤其是正交相。对于MAPb(I1-xBrx)3（x=0,0.33,0.67,1）,研究发现其有限温度下的带隙随着掺杂浓度升高而变大,原因在于Br的掺杂会引起VBM的下移,而VBM下移是因为Br的4p能级要比I的5p能级要低。此外也发现Br掺杂后无机元素间的键长变小、键角变大。综上所述,本论文工作主要研究了温度对金属卤化物钙钛矿能带的影响,尤其揭示了带边化学键与其带隙之间的关系,并深入探究了有限温度下Cs Pb I3声子谱和热输运性质,能帮助我们进一步理解和理论设计具有优良光电特性的钙钛矿材料。