为了解决人类发展过程中遇到的能源紧缺,能源结构不合理以及环境污染等问题,寻找稳定的可再生能源成为一个世界级研究热点。太阳能取之不尽用之不竭,是最有希望的可再生能源来源之一。基于半导体光伏效应的太阳能电池可以直接将光能转换为电能。目前商业化的硅太阳能电池在制备过程中的高能耗和复杂工艺阻碍了其进一步应用。卤素钙钛矿ABX₃材料因具有原料廉价,制备工艺简单等优点得到研究人员的关注。基于钙钛矿的单结太阳能电池效率已经从3.8%提高到23.3%,效率值与商业化的硅太阳能电池相当。然而大部分研究的钙钛矿太阳能电池使用Pb元素对环境不友好,含Sn钙钛矿材料则是潜在的替代材料之一。在含Sn钙钛矿材料中,纯无机化合物CsSnBr₃具有优异的物理化学性能。本文主要以CsSnBr₃为研究对象,以下研究旨在为提升CsSnBr₃太阳能电池效率提供指导意义:（1）对制备CsSnBr₃粉末前驱体的原料SnBr₂进行了提纯。优化CsSnBr₃单晶生长工艺后,得到高质量的大尺寸单晶。发现表面活性剂的添加会影响晶体形貌。具体地说,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）可以使CsSnBr₃晶体暴露出（110）晶面。（2）实验上测量了CsSnBr₃和MASnBr₃的激子结合能和介电常数,证明了CsSnBr₃高介电常数ε及低激子结合能E_b的性能来源于SnBr₃^-框架,而非A位离子。理论计算结果也与实验值相吻合。CsSnBr₃的带隙能量E_g,光学介电常数ε_Eg′,载流子有效质量μ₀使CsSnBr₃的E_b值低于室温热能量k_BT_rt,说明CsSnBr₃半导体在室温下具有自由的光生载流子。CsSnBr₃还具有良好的热稳定性和对空气的稳定性。CsSnBr₃带隙能1.9 eV,适合与Si制备串联太阳能电池。此部分工作已经发表于Angew.Chem.Int.Ed.。（3）探讨了CsSnBr₃晶体的光谱特性及表面降解机理;制备了CsSnBr₃肖特基型光探测器,研究了CsSnBr₃晶体霍尔效应;计算和测量了CsSnBr₃晶体的载流子寿命;计算和测量了CsSnBr₃晶体载流子扩散长度。（4）计算和测量了CsSnBr₃的价带顶绝对能量E_vac^VBM,理论值和实验值相吻合。针对CsSnBr₃的能级结构,发现使用Au为空穴传输层材料,且使用有机分子TQB为电子传输层材料时,可以显著提高CsSnBr₃光探测器的载流子收集效率。此部分工作说明了吸光材料和传输层材料之间的能级匹配的重要性,同时也为提高CsSnBr₃太阳能电池效率指明了方向。此部分工作已被期刊J.Phys.Chem.Lett.接收。