在新清洁能源开发和有机物污染处理方面,安全环保的半导体光催化技术成为当前科学研究的热点。具有可见光响应的钒酸铋（Bi VO4）是一种新型半导体光催化剂,提高其对太阳光的利用率及其光电子化学传输性能,在光催化制氢及光催化降解有机物方面极具应用前景。基于密度泛函理论（DFT）,利用修正库仑相互作用的珀杜-布克-恩泽霍夫泛函（PBE+U）方法,本论文研究单斜相钒酸铋（m-Bi VO4）中点缺陷的形成和稀土离子掺杂的稳定性和缺陷对电子结构的影响,由此探索m-Bi VO4体系的光催化性能及其调控机理。从点缺陷形成能和跃迁能级考虑,缺陷包含铋空位(Bivac),钒空位(Vvac),氧间隙位(Oint)以及铈占据钒位（Ce V）,这些缺陷在单斜钒酸铋中被认为是浅受体。电子结构计算表明,对于单斜钒酸铋中的铈（Ce）掺杂,在贫铋（Bi-poor）或贫钒（V-poor）条件下,Ce对Bi的取代在单正电荷状态下是积极有利的,而在富氧（O-rich）条件下,Ce对V的取代在单负电荷状态下是有利的。在Ce原子占Bi原子位,带有一个正电荷(CeBi1+)的情况,主要由Ce元素的4f轨道组成的空穴区域,由于没有占据深能级而降低了光催化活性,这使得该缺陷成为光电子空穴复合中心,与实验结果一致。对于Ce原子占据V原子位,带一个负电荷(CeV1-)的情况,带隙内没有发现局域态,它的形成能对化学势和费米能都很敏感。这表明在Bi-poor/V-poor和O-rich的条件下,可消除深层态并改善光催化性能。此外,研究结果表明,由于在价带最小值（VBM）附近有一个填满的中间隙态,该态作为一个重组中心,Ce掺杂可能导致m-Bi VO4载流子迁移率的降低。因此,探索Ce掺杂m-Bi VO4的生长条件,通过抑制和控制有害缺陷的形成,可进一步提高其光催化活性。这些结果可以为分析高光催化活性实验及机理提供基本的理解。本论文结果为通过合理设计缺陷结构,控制合成条件,有效提高m-Bi VO4光催化活性,提供了新途径,在能源和环境方面有潜在应用。