有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池具备优秀的光电性能,因其光电转换效率（PCE）由最初的3.8%快速提升至25.5%而备受关注。电子传输层因对钙钛矿太阳能电池的效率提升起着至关重要的作用被广泛研究。将铁电材料Pb Ti O3作为电子传输层引入到钙钛矿太阳能电池中,通过铁电材料本身产生内建电场,对光生载流子的分离提取和传输进行调控研究。太阳能电池在航空航天领域有重要应用,铁电材料在半导体元器件中也有大量应用,这些元器件在太空等一些特殊环境工作时性能会受到一定影响。铁电材料是耐辐射材料,目前研究工作主要集中在辐照对铁电材料和器件的宏观性能的影响方面,而辐射对铁电材料的微观影响机制还不清晰,太空辐射流以质子为主,可以通过含时密度泛函的方法研究质子注入Pb Ti O3引起材料电子激发和分布的微观过程。为了进一步寻找电子传输性质优秀的铁电光伏材料,我们对具备高电子迁移率的新型R3c相Mn Sn O3铁电材料的光学和电学性质进行研究,为铁电光伏领域提供参考。为了研究铁电材料在上述领域的相关科学问题,本文采用密度泛函理论（DFT）方法对上述内容进行计算模拟,结合材料与器件的实验制备和测试表征,主要研究内容和结论归纳如下:（I）利用旋涂法制备以Pb Ti O3作为电子传输层的MAPb I3钙钛矿太阳能电池,通过紫外光电子能谱（UPS）测试表征,Pb Ti O3/MAPb I3异质结形成Type-II型能带排列结构,对Pb Ti O3基太阳能电池伏安I-V曲线进行测试,得出通过极化调控可以明显改变光生电流密度的大小,短路电流密度从未极化时的12.39 m A cm-2增加到正向极化时的18.02 m A cm-2,也可以减小到反向极化时的5.44 m A cm-2。通过构建Pb Ti O3/MAPb I3异质结晶体结构模型,进行局域态密度（LDOS）计算,得出极化调控对能带结构进行改变,实现了对光生载流子的有效提取和传输,通过最低三重态（LTS）模拟激发态和电荷位移曲线（CDC）相结合的方法,同样得到了激发电子在异质结中的转移受到极化调控的结果。（II）利用TD-DFT计算方法,对不同质子速度入射到铁电相（P4mm）Pb Ti O3三个沟道＜001＞、＜011＞、＜111＞引起电子的激发与分布行为进行研究。电子阻止本领受到材料中电子激发情况影响,在注入质子低速时电子的激发主要发生在CBM和VBM附近,主要是由O原子的2p轨道激发到Ti原子的3d轨道,随着质子速度的增加,激发电子向深能级扩展,并且各本征态被激发的电子数目有所增加,深能级的电子态即使没有被激发,也会有能级的波动产生。虽然＜111＞沟道的电子平均密度较大,但是在低速时激发出的电子数目明显低于＜001＞和＜011＞沟道。质子的注入可以捕获电子使其随之共同运动,同时也可以在Ti-O八面体在铁电极化方向上的顶角O原子周围产生退极化的激发电子分布。（III）通过高温高压方法合成R3c相的Mn Sn O3铁电材料,与传统的铁电材料不同,其电子有效质量较小为0.18 me,带隙测得为～1.8 e V。通过空间电荷限制电流（SCLC）方法测试得出Mn Sn O3的电子迁移率为29 cm~2 V-1 s-1。由于Mn Sn O3为极化半导体材料,有很强的电子和光学支声子的耦合作用,通过弗勒利希大极化子（Fr?hlich large polaron）计算得出,电声耦合常数的值为2.45,电子迁移率的计算数值与实验结果非常相符。通过拉曼（Raman）光谱测试表明主要光学声子的拉曼位移为416.6 cm-1,对应的声子振动模式为Mn-O八面体在极化方向的呼吸振动。由于Mn Sn O3材料是DM相互作用的反铁磁材料,电子顺磁共振（EPR）和变温拉曼光谱测试表明磁性原子和晶格振动几乎没有耦合作用。