铁电体中的铁电极化可以作为“内建电场”分离光生载流子,使得铁电光伏材料能够实现光学带隙以上的开路电压。这种特殊的光伏效应,为突破传统光伏电池的理论转换效率瓶颈,提供了一个可行的路径,在新能源领域表现出广泛的应用潜力。但是传统铁电材料,但是,大多数铁电材料带隙在3.0 eV以上,较大的带隙使得可见光大部分能量无法被吸收。h-LuFeO₃是带隙为2.0 eV的窄带隙六角铁酸盐材料,在铁电光伏领域有较好的应用前景。但是h-LuFeO₃较低的极化强度使得光生电子空穴对复合速率大,而h-LuFeO₃的带隙也需要进一步减小。这些问题不利于h-LuFeO₃基铁电光伏电池效率的提高。如何提高h-LuFeO₃的光吸收性质,改善其铁电性,是h-LuFeO₃应用于铁电光伏领域的重要问题。本文在实验上,利用外延应变改善了h-LuFeO₃的光吸收性质及其铁电性。利用第一性原理的方法解释了改善的原因,研究了In掺杂及S掺杂对h-LuFeO₃带隙、光吸收系数、极化性质的影响。论文具体研究内容如下:（1）研究了外延应变对h-LuFeO₃光吸收及铁电性质的影响。在不同晶格失配的衬底上生长h-LuFeO₃薄膜,为h-LuFeO₃薄膜提供不同程度的外延应变。结果表明,h-LuFeO₃/MgO薄膜样品相较于h-LuFeO₃/Al₂O₃薄膜样品,受到更大的面内压缩应变,薄膜c轴增大。带隙从2.04 eV减少至1.96 eV,光吸收系数也随之增强。在较低温度下生长h-LuFeO₃薄膜缺陷多,铁电性差。通过减小薄膜与衬底间的晶格失配,调控外延应变,能够改善样品的铁电性。（2）利用第一性原理,研究了本征的h-LuFeO₃的电子结构及光学性质,解释了h-LuFeO₃光吸收性质改善的原因。结果表明,h-LuFeO₃带隙两端电子的跃迁表现出h-LuFeO₃具有较强Fe-O轨道杂化。光学性质计算表明增大h-LuFeO₃沿c轴的Fe-O轨道杂化能够增强其光吸收性质。（3）为了进一步研究提高h-LuFeO₃铁电极化及光吸收性质的方法,利用第一性原理,研究了In掺杂及S掺杂对h-LuFeO带隙、光吸收系数、极化强度的改善作用。结果表明,In原子取代Lu原子使得h-LuFeO₃晶胞的沿c轴拉伸,晶格常数c/a比增大。增强了h-LuFeO₃沿c轴方向的Fe-O轨道杂化,进而提高了极化及光吸收性能。S掺杂使得h-LuFeO₃的光吸收性能提高,光学性质及极化的计算结果结合分析发现。h-LuFeO₃的铁电极化对光吸收系数的变化有关。