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近年来,以CH3NH3Pb I3为代表的三维（3D）有机-无机杂化卤化物钙钛矿因其优异的光电特性,在太阳能电池等领域受到了人们的广泛关注。得益于其高缺陷容忍度、高吸光系数、带隙易调节、高载流子迁移率以及长载流子扩散长度等优异的物理化学特性,在短短13年的时间里,钙钛矿太阳能电池的功电转换效率（PCEs）从2009年的3.8%提高到目前的25.7%,与晶体硅太阳能电池相当。此外,钙钛矿材料也被证明在发光二极管、光探测器、激光和照明显示等光电子应用领域显示出巨大的潜力。然而这类材料在潮湿、有氧环境、光照或加热等条件下表现出较差的结构稳定性。此外,铅的毒性有悖于可持续发展的理念。因此,构建空气环境中稳定的无铅金属卤化物钙钛矿光电材料逐渐成为当前研究者们关注的重点和热点问题。其中,零维（0D）有机-无机杂化卤化物钙钛矿的衍生物材料,因其独特的晶体/电子结构、孤立的多面体结构单元、突出的环境稳定性和优异的光学特性而备受青睐,成为一个新兴的热点研究领域。但该类材料的光学性能和构效关系以及宽光谱发光机理尚不清晰。基于此,本论文主要致力于合成结构稳定的0D无铅卤化物新材料,并对其光学性能展开了深入的研究。具体研究内容如下:（1）通过降温结晶法合成了一种新型有机-无机杂化Sn4+基金属卤化物(C8H22N2Cl)2Sn Cl6,其表现出显著的结构稳定性,在相对湿度＞70%的空气中能够保持一年以上的结构稳定性。光谱表征证实了该Sn4+基金属卤化物荧光性能不够理想的原因是结构内存在较多本征缺陷如卤素空位,从而导致较强的非辐射复合。为此,我们将具有5s~2活性电子的三价金属离子Sb3+引入到(C8H22N2Cl)2Sn Cl6的晶体中,一方面是利用电荷的差异性钝化缺陷,另一方面是利用5s~2孤对电子的活性诱导结构畸变,进而产生自陷态激子（STEs）。结果,Sb3+掺杂的(C8H22N2Cl)2Sn Cl6实现了高效的STE宽光谱发光（690 nm）,其荧光量子产率（PLQY）达到41.76%,该项工作创造性的提出了利用异价掺杂的策略钝化Sn4+基金属卤化物的缺陷,同时也实现了迄今为止Sn4+基杂化卤化物PLQY的最高值。另外,第一性原理计算和有机阳离子的光学表征表明,Sb3+掺杂可以有效调控(C8H22N2Cl)2Sn Cl6的晶体环境,并显著抑制其缺陷（卤素空位）的形成,从而降低其非辐射过程并极大提升了辐射复合过程,从而提高其荧光量子产率。该工作不仅阐明了结构缺陷对Sn4+基金属卤化物材料发光性能的影响,而且提出了一种有效的抑制缺陷、降低非辐射过程的策略,这对其它具有较多结构缺陷、发光性能不理想的钙钛矿材料性能的提升具有重要指导意义。（2）除了缺陷会对材料的光学性能产生重要影响,晶体结构的不同也对光学性质有重要影响。在第二个体系中合成了两种具有相同组分但结构不同的新型Sb3+基金属卤化物钙钛矿,即:（C6H5NH3）6Sb Cl9·H2O和（C6H5NH3）3Cl Sb Cl5·H2O。亚稳态相的（C6H5NH3）6Sb Cl9·H2O在母液中会自发转变成稳态相的（C6H5NH3）3Cl Sb Cl5·H2O,并伴随着光学性能的转变。这种变化是由于具有球形分布的5s~2孤对电子使得Sb-Cl键不断伸长,进而引起了结构的转变。单晶X射线衍射表征（SCXRD）表明从（C6H5NH3）6Sb Cl9·H2O到（C6H5NH3）3Cl Sb Cl5·H2O发生了明显的结构单元的转变,由亚稳定的八面体[Sb Cl6]3-自发转变为方形锥体[Sb Cl5]2-。为了稳定[Sb Cl6]3-八面体单元,将不含s~2孤对电子的In3+引入（C6H5NH3）6Sb Cl9·H2O的晶格中,不仅使得原本处于亚稳态的（C6H5NH3）6Sb Cl9·H2O趋于稳定,还使其发光性能得到了极大地提升,所得掺杂相（C6H5NH3）6SbxIn1-xCl9·H2O的PLQY达到87.16%,同时其结构稳定性也得到显著提升,在相对湿度＞70%的空气环境中能够稳定一年以上。In3+的引入不仅削弱了Sb-Cl键伸长的趋势,还使得激子在发光中心[Sb Cl6]3-中更加局域,从而显著提升了（C6H5NH3）6SbxIn1-xCl9·H2O的发光性能及其结构稳定性。这一工作不仅推动了对自发形成结构稳定的金属卤化物的结构-性能之间关系的研究,而且详细阐述了孤对电子对卤化物发光性能的影响,并提出了改善亚稳态钙钛矿相的策略。（3）在先前的工作中,我们均是通过掺杂的策略得到光学性能优异和结构稳定的含Sb3+无铅金属卤化物钙钛矿,对Sb3+基材料的本征结构和发光机理之间的关系还尚不清楚。因此,我们制备了新型的具有优异的结构稳定性和光学性能的Sb3+基卤化物(C8H14N2Cl)2Sb Cl5,其中[Sb Cl5]2-方形锥体被N,N二甲基对苯二胺离子(C8H14N2Cl+)分隔开来,在分子水平上形成典型的零维结构。其显示出优异的红色发射,PLQY达到42.26%。理论计算和光学表征共同阐释了(C8H14N2Cl)2Sb Cl5表现出直接-间接带隙特征。(C8H14N2Cl)2Sb Cl5吸收光谱的拖尾现象表明其含很多缺陷,而在室温下可以通过热振动的方式进行补偿。这一工作探索了Sb3+基金属卤化物钙钛矿的带隙特征,对构建具有优异光学性能和结构稳定的Sb3+基卤化物钙钛矿具有重要意义。