钒酸铋（BiVO4）是一种很有前途的光电化学分解水的光阳极材料。然而,由于载流子扩散长度较短,光吸收范围较窄,导致光催化性能不理想。在改性的过程中往往不能兼顾充足光吸收与电荷有效分离。缺陷工程与元素掺杂是最有效的改性方式。本文为了研究本征缺陷（氧空位）与外来缺陷（氟掺杂）对钒酸铋光电性能的不同影响,构建了单斜钒酸铋体相与表面模型。在此基础上,基于密度泛函理论,研究了单斜晶系钒酸铋的体相和（010）、（110）、（001）表面的光电性质,并对氧空位与氟掺杂的改性表面模型进行模拟研究,对比其对光催化分解水反应性能的影响。具体研究内容及成果如下:在体相钒酸铋中氧原子的Wyckoff position分别为两个不同的8f位,标记为8f1和8f2。本征钒酸铋的带隙为2.20 e V,导带底电子有效质量为0.653 me;8f1氧空位模型的带隙值为2.04 e V,导带底电子有效质量0.692 me。差分电荷密度与Bader电荷的计算表明:8f1氧空位对附近的电荷影响比8f2大,意味更多的电子空穴对可被激发;8f1氧空位在具有低反射率的同时可以提高钒酸铋可见光的吸收率,有利于光催化的光吸收。模拟计算得出8f1位氧空位会使钒酸铋具有更好的光电性质。氟掺杂与氧空位有相似效果,但对态密度与能带的导带底与价带顶附近并没有明显影响,对光催化性质提升效果不明显。氧空位与氟掺杂共同作用时,氧空位与氟掺杂远距离存在时钒酸铋的光电性能最好。此时带隙值为2.23 e V,电子有效质量为0.751 me。远距离存在的两个缺陷可以同时激发周围的电子空穴对分离且互相不受影响,使电子性能得到最大提升,相应的其光吸收率也因此增大。计算了单斜晶系BiVO4的三个主要暴露面（010）、（110）和（001）对其光催化分解水反应性能的影响。双缺陷同时存在于表面时,在三个晶面都可提高载流子分离效率,并将载流子吸引到材料表面,有效提高光催化性质。对比各个模型能带位置与普通氢电极的关系,得出（010）面与引入氟掺杂的（001）面适合HER反应;氟掺杂（010）面后适合OER反应。