随着全球能源消耗的不断增长,在未来化石能源可能会枯竭。而太阳能由于其丰富、清洁、可再生等优点越来越受到人们的青睐。钙钛矿太阳电池凭借其容易制备、成本低廉和光电转化效率高等优势,近年来引起了大量研究者的兴趣。虽然有机-无机杂化钙钛矿太阳电池的效率已经超过了现有几种商业化电池的效率,可是它的稳定性还不太好,这主要是由于钙钛矿材料中包含的有机基团的降解和挥发,所以越来越多的研究者已经转向对无机钙钛矿材料的研究。最近几年Cs₂SnI₆引起研究者的注意,它是一种无机钙钛矿变种材料,由于这种材料中锡（Sn）的氧化态为+4价,因此它具有较强的抗氧化性。Cs₂SnI₆是直接带隙的半导体材料,带隙为1.30～1.62 e V,理论上的电池效率可以达到30～33%。本论文针对传统合成Cs₂SnI₆粉末的方法比较复杂和成本高的问题,提出了简单的合成方法。同时对F^-、Cl^-和Br^-离子掺杂Cs₂SnI₆的第一性原理进行研究,具体研究内容如下:（1）为了降低合成Cs₂SnI₆粉末的成本和简化合成方法,本论文提出了一种新的简单的溶液法来合成Cs₂SnI₆粉末。合成方法只有两步:第一步,把CsI和SnI₂（或SnI₄）粉末溶解在不同的反应溶剂中;第二步:在室温下缓慢搅拌最后获得纯的Cs₂SnI₆粉末。为了获得最优的合成路线,本论文研究反应物类型、反应溶剂、反应物配比等对合成Cs₂SnI₆粉末纯度、结晶性、光吸收、电学性质以及稳定性的影响。研究结果表明:（1）采用CsI和SnI₂合成纯的Cs₂SnI₆粉末,CsI和SnI₂最佳的合成参数比为1:1;采用CsI和SnI₄合成纯的Cs₂SnI₆粉末,CsI和SnI₄最佳的合成参数比为3:2。（2）CsI与SnI₂的比例为1:1时,在反应溶剂为丙酮、乙腈和无水乙醇中合成Cs₂SnI₆粉末晶体的结晶性更好,在反应溶剂为无水乙醇中合成Cs₂SnI₆粉末的空气稳定性和空气热稳定性更好。CsI与SnI₄的比例为3:2时,在反应溶剂为丙酮、异丙醇、乙腈和无水乙醇中合成的Cs₂SnI₆粉末晶体的结晶性更好;在反应溶剂为乙腈中合成Cs₂SnI₆粉末的空气稳定性更好,而在反应溶剂为无水乙醇中合成Cs₂SnI₆粉末的空气热稳定性更好。（3）本论文发现CsI:SnI₂=1:1和CsI:SnI₄=3:2时,在溶剂为无水乙醇中获得Cs₂SnI₆粉末的光学吸收更耐热退火,从而更适合作为实际太阳电池的吸光层材料。（2）为增加Cs₂SnI₆的稳定性,第一性原理计算主要基于VASP软件包来进行,本论文研究不同浓度的F^-、Cl^-和Br^-离子掺杂对Cs₂SnI₆总能、能带带隙、态密度和光学性质的影响。研究结果表明:（1）随着掺杂F^-离子浓度的增加,带隙逐渐变大,总能逐渐变小,说明掺杂F^-离子后Cs₂SnI₆越来越稳定了。Cs₂SnI₅F和Cs₂SnI₄F₂的带隙介于1.0～2.0e V之间,可以吸收比较多的太阳光,并且掺杂少量的F^-离子后使它们比Cs₂SnI₆更稳定,所以它们可以作为无机钙钛矿太阳电池吸光层的候选材料。（2）随着掺杂Cl^-浓度的增加,带隙逐渐变大,总能逐渐变小,说明掺杂Cl^-离子后Cs₂SnI₆越来越稳定了。Cs₂SnI₅Cl、Cs₂SnI₄Cl₂和Cs₂SnI₃Cl₃的带隙介于1.0～2.0 e V之间,可以作为无机钙钛矿太阳电池吸光层的候选材料。（3）随着掺杂Br^-离子浓度的增加Cs₂SnI₆的带隙逐渐变大,总能逐渐变小,说明掺杂Br^-离子后Cs₂SnI₆越来越稳定。因为Cs₂SnI₅Br、Cs₂SnI₄Br₂、Cs₂SnI₃Br₃、Cs₂SnI₂Br₄和Cs₂SnIBr₅的带隙都介于1.0～2.0 e V之间,所以它们可以作为无机钙钛矿太阳电池光吸收层的候选材料。