近年来,有机无机杂化钙钛矿材料凭借其独特的结构与出色的电学性能,在太阳能电池方面得到了广泛的研究。其中的代表,甲胺铅碘MAPb I₃钙钛矿,其光电转化效率与载流子寿命获得了显著的提升。然而,MAPb I₃钙钛矿存在一定的不足,铅元素的毒性和甲胺阳离子在高温和潮湿的环境下的不稳定性限制了其应用。因此,寻找MAPb I₃的替代材料具有重要意义。本论文主要对MAPb I₃的替代材料——Cs Sn Br₃钙钛矿,从能带结构,激子结合能,价带顶相对于真空能级的位置以及与电极接触的肖特基高度等角度,进行了体相与表面的计算。基于QSGW方法和ecalj软件计算得到的Cs Sn Br₃禁带宽度为1.962 e V,载流子约化有效质量为0.063 m₀,激子结合能为23 me V。相较于MAPb I₃,Cs Sn Br₃的禁带宽度虽然偏高0.3 e V,但Cs Sn Br₃更低的有效质量和激子结合能成为了Cs Sn Br₃的优势,Cs Sn Br₃的激子结合能比MAPb I₃的29 me V低21%,在室温下电子与空穴对分离效率更高。因此Cs Sn Br₃是一种MAPb I₃的优良替代材料。基于VASP软件以及芯层能级对齐法和宏观平均法两种方法计算了Cs Sn Br₃价带顶相对于真空能级的位置。通过PBE泛函获得的值为-4.9±0.1 e V,通过HSE06泛函获得的值为-5.2±0.1 e V,后者和实验测量值吻合。基于芯层能级对齐法计算了Cs Sn Br₃与金属以及石墨电极间的肖特基结高度。金和石墨与Cs Sn Br₃形成的肖特基结高度最低,两者适合作为Cs Sn Br₃的电极材料。Cs Sn Br₃与电极产生的肖特基势结高度与其电负性差成正比,该法则得到了XPS的测量数据的证实。通过计算化合物的有效电负性,可以将这种经验法则推广到钙钛矿的无机化合物传输层材料选择上,有效电负性在2.5到2.7之间的传输层材料是理论上匹配钙钛矿的最佳选择。延续对Cs Sn Br₃钙钛矿材料的理论分析思路,对MAPb Br₃钙钛矿材料的Ca²⁺掺杂过程进行了理论计算。随着Ca²⁺掺杂含量逐渐增加,MAPb_xCa_yBr₃体系共价性逐渐降低,带隙增加,激子结合能逐步增大。当Ca²⁺在25～50%之间时,将产生2条电子-空穴对分离与复合的路径,很大程度地促进了光致发光效应。因此,Ca²⁺含量在25%附近时光致发光的效果最好,从理论上解释了额外引入30%Ca Br₂的薄膜整体发光效果优于15%和60%的成因。