钙钛矿是直接带隙的半导体材料,在可见光范围内具有高的吸收系数。钙钛矿作为太阳能电池（PSC）的功能层材料,具有很大的应用潜力,其能量转换效率从2009年的3.8%提高到2017年的22.1%。钙钛矿材料还具有载流子扩散距离长、带隙可调控、载流子寿命长、制备工艺简单等优点,除应用在钙钛矿太阳能电池以外,也可广泛应用于钙钛矿发光二极管（LED）、钙钛矿微激光器（Microlaser）、钙钛矿光电探测器（Photodetector）以及光学增益的超表面（Metasurface）等。目前,有机-无机杂化钙钛矿材料已经有了广泛和深入的研究,但由于其热稳定性差、遇水结构易破坏等特点,本文主要研究无机钙钛矿单晶的制备、光电性能和钙钛矿薄膜的光学结构。本文分析了影响无机钙钛矿单晶的制备条件,提出改变不良溶剂二氯甲烷（CH₂Cl₂）的挥发方向和生长环境的压力,避免钙钛矿单晶从溶液中快速过饱和析出,减缓钙钛矿单晶生长速度,利用改进的一步溶液法制备出高质量的无机钙钛矿（CsPbBr₃）单晶,用原子力显微镜（AFM）测试其粗糙度只有1.02 nm。测试无机钙钛矿单晶的吸收带边,计算出其带隙为Eg=2.296 eV。使用波长为400 nm的飞秒激光泵浦全无机钙钛矿单晶,研究发现其激光模式是回音壁模式（WGM）,且具有较低的激光阈值6.2μJ·cm^-2。利用电子束曝光技术（EBL）在钙钛矿单晶中引入内建电场,研究钙钛矿单晶中Br^-离子定向迁移现象,为改进钙钛矿太阳能电池的性能提出指导性建议。本文还对无机钙钛矿（CsPbIBr₂）薄膜的光学结构进行了研究。通过对氧化铟锡（ITO）玻璃片基底亲水处理、控制环境水氧值低于0.1 ppm、氩气保护等条件,制备无机钙钛矿薄膜,其良品率达到90%以上,且粗糙度控制在10 nm以下。利用COMSOL Multiphysics软件进行模拟,设计出可见光波段薄膜结构色的光栅结构尺寸。根据模拟结果,用电子束曝光技术（EBL）、等离子耦合刻蚀技术（ICP）等微纳加工手段,制备钙钛矿薄膜的光栅结构。通过控制环境不同的温度和湿度,实现钙钛矿薄膜在钙钛矿相和非钙钛矿相之间的转化。不同相的钙钛矿材料折射率不同,钙钛矿薄膜光栅结构色也会随之变化。这为钙钛矿薄膜颜色变化提供了很好的思路,在一定程度上可以用于显示装置或湿度探测装置。