随着社会的发展,人类对能源日益增长的需求与现有能源日趋减少的现状之间的矛盾已经越来越突出。能源问题已经成为每个国家,甚至是每个人类生存与发展所面临的终极挑战,开发新能源以及节能环保材料是解决该问题的重要途径。铅卤钙钛矿作为新一代半导体材料,不仅具有较长的载流子扩散长度和较低的激子结合能,且具有价格低廉、制备工艺简单等优点,迅速成为炙手可热的光伏材料。其光电转化效率在短短的几年内从3.8%提升至23%,接近于转化效率最高的单晶硅。此外,铅卤钙钛矿纳米晶作为半导体量子点还展现出了十分优异的光学性能,如较高的光致发光量子产率、较窄的发射半峰宽以及可见光范围内可控的发射波长等。目前,钙钛矿发光二极管的外量子效率已经提升至10%以上,为其在照明和显示领域的应用打下了坚实的基础。此外,铅卤钙钛矿纳米晶在生物传感、光电探测以及催化等领域也展现出了良好的应用前景。相比有机-无机杂化钙钛矿纳米晶,全无机钙钛矿纳米晶不仅具有更好的热力学稳定性,还表现出了更加优异的光学性能。然而,钙钛矿纳米晶在极性溶剂、空气湿度、紫外线、热辐射、离子交换等外界条件的作用下,容易损耗甚至失去原有的光学性能,这一缺点极大的阻碍了其实际应用进程。提升全无机钙钛矿纳米晶的稳定性一直以来都是该领域的重点和难点,无数科学工作者为此付出了极大的努力并取得了丰富的成果,但距离其商业化应用仍有很长的路要走。其次,在保持甚至提升全无机钙钛矿纳米晶光学性能的同时,进一步开发出简单高效、绿色环保、可重复性高的制备工艺也是人们努力的方向。本文首先研究了表面配体对钙钛矿纳米晶的形成、转化以及性能的影响及作用机理。然后通过过渡金属卤化物掺杂的策略优化了全无机钙钛矿纳米晶的制备方法,同时对其光学性能和稳定性带来了一定程度的提升。最后,通过原位制备的方法在水或乙醇作为溶剂的条件下,成功制备出了性能优异的Ni:CsPbBr3纳米晶及其与二氧化硅的纳米复合物。Ni:CsPbBr3-SiO2纳米复合物不仅具有极为出色的稳定性,在细胞成像和发光二极管中还表现出了良好的应用价值。具体内容如下:（1）在使用热注法制备CsPbBr3纳米晶的过程中,通过调控油酸和油胺的比例以及反应时间,探究了油酸和油胺对CsPbBr3纳米晶形成以及性能的影响。结果发现当油酸过量时,发光的立方晶相的CsPbBr3纳米立方体会逐渐转变为不发光的四方晶相的CsPb2Br5微米片。这种相转变无论是在高温还是低温下都可以发生,且温度越高,油酸的量越多,相转变发生的越快;当油胺过量时,高温条件下只有立方晶相的CsPbBr3纳米立方体生成,没有相转变发生;但在室温条件下,CsPbBr3纳米晶会分解为不发光的六方晶相的Cs4PbBr6纳米晶,油胺的量越多,这种相转变进行地越快。此外,Cs4PbBr6纳米晶在加热后可以重新转变为CsPbBr3纳米晶,并恢复其荧光性能。这些结果说明有机酸碱配体像一把双刃剑,既对CsPbBr3纳米晶的形成至关重要,又会诱导其晶体结构和光学性质发生变化。最后,我们还证明了油胺与铅离子之间的配位反应是影响纳米晶的形成和表面钝化的关键因素。而且,溴离子与铅离子之间的配位关系存在热力学动态平衡,这可能是导致钙钛矿纳米晶稳定性差的主要原因。（2）在之前的实验方法中,人们一直使用卤化铅同时作为铅源和卤源,无法精确调控并了解铅离子和卤离子化学计量数之比对纳米晶带来的影响。因此,我们考虑使用能够与油胺发生配位反应的过渡金属卤化物作为卤源制备全无机钙钛矿纳米晶。这种方法不仅更加高效,而且在保留了钙钛矿纳米晶原有的发射波长和半峰宽的同时,还能够提高其结晶度和量子产率。这是因为过渡金属卤化物可以为钙钛矿纳米晶的生长提供丰富的卤素环境,从而消除卤素离子缺乏所造成的晶体缺陷。另一方面,这些过渡金属离子还可以掺杂在纳米晶的表面,由于它们与有机配体之间具有更强的作用力,从而增加了纳米晶对于温度和湿度的稳定性。在此基础上,我们通过过渡金属共掺杂的方法,进一步提高了Mn:CsPbCl3纳米晶的量子产率和稳定性。这是因为过渡金属氯化物（尤其是NiCl2）不仅可以提高Cl-浓度,降低宿主纳米晶（CsPbCl3）的表面缺陷,增强能量转移效率,还可以有效地增加Mn2+对宿主纳米晶的掺杂效率。这项工作为优化和掺杂全无机钙钛矿纳米晶的制备工艺和性能提供了新思路。（3）在掌握了过渡金属卤化物作为卤源和掺杂剂制备钙钛矿纳米晶的方法以后,我们尝试使用价格低廉、绿色无毒的水或乙醇作为溶剂,醋酸和氨水作为酸碱配体、溴化镍作为溴源,并原位制备出了量子产率大于50%的Ni:CsPbBr3荧光薄膜。其中,溴化镍是该方法成功的关键,它在水或乙醇中具有较高的溶解度,而且它与酸碱配体形成的络合物还能够有效地将Ni:CsPbBr3纳米晶的直径限制在5 nm左右,从而保证了纳米晶良好的光学性能。这种方法不仅简单高效、经济环保,还解决了钙钛矿纳米晶与二氧化硅反应体系之间的矛盾,为宏量制备两者的纳米复合物奠定了良好的基础。最后,我们成功地制备出了对水和紫外线均具有较高的稳定性,同时又能抑制钙钛矿纳米晶之间离子交换反应的Ni:CsPbBr3-SiO2纳米复合物,并将其应用在细胞成像和发光二极管中,展现出了优异的使用价值。