无机无铅钙钛矿因其良好的稳定性、无污染性以及优异的光、电性质,而被视为有前景的光伏和光电子材料。值得注意的是,缺陷在无机钙钛矿的制备过程中很难消除。研究和理解全无机无铅钙钛矿中缺陷的形成情况、结构性质以及对钙钛矿微结构、电学、光学性质的影响规律和机制,可为改善全无机无铅钙钛矿器件的性能提供指导和思路。因此,本课题以全无机无铅钙钛矿CsSnX₃（X=Cl,Br,I）作为研究对象,通过第一性原理从理论上系统地研究全无机无铅钙钛矿材料CsSnX₃中点缺陷。首先,利用基于密度泛函理论的第一性原理软件（VASP）系统地获得无缺陷CsSnX₃钙钛矿的本征性质,发现本课题获得的性质参数与和其他研究文献中的结果近似,这说明采取的计算参数是合理的。然后,通过稳定性研究获得各种缺陷的形成条件以及获得完整化学计量比钙钛矿的相图,发现CsSnX₃的相图都生长在狭窄的区间,这意味着钙钛矿的制备过程中要严格的控制生长环境。通过调控化学势模拟实验中的不同生长环境,获得了相应生长环境下的缺陷形成能,以及缺陷对空间结构、费米能级和光电性质等的影响规律,如轨道构型图、能量图、能级图、光吸收等。并发现:1、缺陷的空间结构变形和分子轨道理论表明V_x缺陷更有可能在CsSnX₃中形成深能级。2、缺陷形成能的计算结果表明Cs Sn Cl₃和Cs Sn Br₃在贫Sn或富Sn的极端生长条件下,均由于本征缺陷的E_F钉扎导致材料具有p-型导电性;Cs Sn I₃在富Sn生长条件下可能表现出低电子电导率的本征n-型导电性,但可以在贫Sn的生长条件下转变成高空穴电导率的本征p-型。3、同样计算了所有本征缺陷的能级跃迁位置,尽管计算结果表明Cs Sn Cl₃中有相对较多的深能级,但是这些深能级缺陷在不同的生长环境下都有着高缺陷形成能,因此CsSnX₃均具有缺陷耐受性。4、对缺陷的光学参数的计算结果观察到部分缺陷（如V_x缺陷）在红外区产生附加的吸收峰（相比理想晶体吸收边）,这可能归因于缺陷能级进入带隙内部使电子产生小于带隙的跃迁导致的。最后,进一步研究主要缺陷的缺陷浓度对钙钛矿的结构、电学性质、光学性质的影响规律和机制。并发现:1、X_i缺陷随着浓度的增大形成能为正并逐渐变大,材料中不太可能存在高浓度的这类缺陷;而V_Sn、Cs _Sn缺陷在高浓度时有巨大的负形成能,这意味着在合适的条件下材料可能存在大量的Sn原子缺失。2、观察到V_I缺陷的缺陷浓度变大几乎不改变Sn-I键长;而高浓度的Sn原子缺失使Cs Sn I₃的Sn-I键长（2.915?）接近Cs Sn Br₃的Sn-Br键长（2.931?）,这可能会带来更高的稳定性。3、大部分的CsSnX₃主要缺陷(V_Sn、V_Cs、X_i和Cs _Sn)随着缺陷浓度的增大带隙变宽,但V_I缺陷浓度增大带隙值没有明显变化;经过有效质量的计算发现高浓度的X_i缺陷可能会降低材料的电子和空穴迁移率。4、光吸收的计算结果表明大部分的CsSnX₃主要缺陷(V_Sn、V_Cs、X_i和Cs _Sn)随着缺陷浓度的增大发生吸收边的蓝移。这可能是由于缺陷导致带隙变宽,使价带顶电子跃迁至导带底需要的能量增大导致;相应的在V_I缺陷中没有观察到这种吸收边蓝移现象。