光生电流效应产生于具有非空间反演对称的材料中,在偏振光的照射下可产生恒定的直流光电流,无需外加偏压或pn结内建电场,且产生的光电流依赖于光的偏振态,因此光生电流效应可作为一种无源且高偏振敏感的光电探测机理。此外,光生电流效应还可激发远大于半导体材料带隙的开路电压,在太阳能电池领域具有应用潜力。但目前光生电流效应所产生的光电流通常较小,导致光电转换效率偏低,光响应率低,从而严重限制了其实际应用。本论文针对上述问题,采用非平衡态格林函数方法结合第一性原理计算研究了镍-黑磷-镍光电探测器的光生电流效应,主要探讨力学应变对光生电流效应的调控机理,获得提高光电流的方法。研究发现镍/黑磷界面破坏了单层黑磷的反演对称,激发了光生电流效应,在偏振光的照射下可产生恒定的光电流。本文引入衡量器件“非对称性”的因子,发现光电流与器件非对称性成线性依赖关系,而与材料的吸收系数成非线性关系。研究表明,对黑磷沿电流输运方向进行适度的单轴拉伸,可将光电流提高3个数量级;若对黑磷进行一定程度的弯曲,可进一步增大光电流。其原因是拉伸和弯曲都显著提高了器件的非对称性,从而极大地提高了光电流。这一结果表明,光生电流效应主要由器件的非对称性决定,光吸收系数起次要作用。本文的结果揭示了输运过程中光生电流效应与器件的非对称性和光吸收的关系,提出了增强光生电流效应的方法并阐明了相关机理。本文还研究了光电流的自旋极化率,发现在一定的偏振角度下可得到完全(百分之百)自旋极化的光电流,在某些偏振角度下还可得到纯自旋流。施加拉伸应变或弯曲可在更宽泛的可见光频域内获得完全自旋极化的光电流,还可获得纯自旋流。本文提出了施加应力增强二维光电器件中光生电流效应的方法,获得完全自旋极化的光电流及纯自旋流,并阐明了内在机理,展示了光生电流效应在低能耗二维柔性光电器件中的应用潜力,研究结果可为相关实验提供理论参考。