全无机α-Cs Pb I3钙钛矿材料以其较高的光吸收率,合适的带隙及其良好的稳定性在太阳能电池,发光二极管等光电探测器领域的探究受到人们的广泛关注,但由于α-Cs Pb I3钙钛矿材料中含有Pb元素,会对环境造成污染,影响了工业化生产,所以在保证太阳能电池的光电转化效率的同时降低Pb含量就显得尤为重要。本论文采用与Pb同一主族的Ge,Sn,Si元素全部替代与部分替代钙钛矿材料中的Pb元素,对材料的光电性能展开研究,由于Cs Si I3的容忍因子大于1不符合钙钛矿材料的标准,在全部替代中不予考虑。本文通过密度泛函理论（DFT）利用Materials Studio软件中的CASTEP模块采用GGA与PBE泛函优化所建立的晶体模型进行第一性原理的计算,研究内容如下:当采用Ge,Sn元素全部替代Pb元素时,结果表明,Cs Ge I3和Cs Sn I3的容忍因子分别为0.934和0.874,所有取代后材料的结构稳定性都得到了提高。并且全部取代后材料仍为直接带隙半导体,Cs Ge I3和Cs Sn I3的带隙值分别为0.622e V和0.444e V,对比三种材料的紫外可见光谱及介电函数的虚部可以看出,在可见光400nm～760nm范围内,随着Ge,Sn元素的全部替代,吸收光谱发生红移,并且采用Ge元素全部替代时,红移更加明显,所以,采用Ge元素全部替代α-Cs Pb I3的Pb元素对材料的影响最为明显,既提高了光吸收能力又增强了结构的稳定性。其中该研究最重要的一点是全部替代了有毒的铅元素,不仅减少了环境污染,而且也为之后的无铅电池的发展奠定了基础。之后基于更适用于商业化生产想寻找出掺杂第四主族中最适合的浓度,本文又采用掺杂不同浓度的Ge,Sn,Si元素对α-Cs Pb I3钙钛矿材料进行研究,模拟掺杂后Cs Pb1-xMxI3（x=0.125,0.25;M=Ge,Sn,Si）的材料的光学和电学性质。结果表明,掺杂浓度为0.25的Ge元素时带隙最为合适为1.234e V,并且掺杂Ge元素可以提高材料的光吸收能力,并且在降低Pb浓度的同时提高了材料的稳定性。因此,Cs Pb0.875Ge0.125I3钙钛矿材料可以做为合适的钙钛矿太阳能电池光吸收层的候选者。