在近几十年中半导体材料是深受人们关注的材料之一,其主要应用是在光伏产业、场效应晶体管、发光器件等。而这些应用与半导体材料的特定性质密切先关,当下寻找新型半导体材料成为我们研究的热点。其中深受各研究人员关注的半导体材料应属四元化合物铜铟镓硒(CuIn_xGa_（1-x）Se₂)和Cu基S族化合物Cu₂-II-IV-S₄（II=Zn,Cd,Mg,Ga;IV=Si,Ge,Sn）等,而本文研究的对象铜锌硅硫（Cu₂ZnSiS₄）就是属于这一类别。本文一共分为五章,第一章是绪论部分,主要介绍半导体的导电机理和相关太阳能电池的介绍,这也为下文中对Cu₂ZnSiS₄的相关性质的计算做了铺垫。第二章部分主要介绍的是本文所涉及的计算方法,其中主要包括有密度泛函理论。还有对本文所涉及的计算工具也做了简要的介绍,包括有VASP软件包、Material Studio等。本文的第三章部分是基于第一性原理的计算,对Cu₂ZnSiS₄的基态结构、能带结构、态密度分析、光学带隙等做了第一性原理的计算,并且与实验值相吻合。得到Cu₂ZnSiS₄的基态结构是WKS结构,而不是之前相关文章谈到最多的WST和KS结构。计算出Cu₂ZnSiS₄是直接带隙,带隙值大小为2.94 eV,这个带隙值与单节太阳能电池吸收层最佳光学带隙有很大差别,但带隙大小却很适合光化学电池的阴极要求,并且有可能成为多结太阳能电池吸收层的可能。第四章部分也是基于第一性原理的角度研究了本征缺陷对Cu₂ZnSiS₄的光学性质的影响。从本征缺陷的形成能图发现,主要缺陷有两个浅能级的缺陷V_Cu和Zn_Cu,这与Cu₂ZnSnS₄的本征缺陷是有很大区别的。我们发现S的化学势高低会对Cu₂ZnSiS₄的导电类型有影响,而Cu的化学势大小会影响Cu₂ZnSiS₄的电子-空穴对的浓度,这对在实验上合成Cu₂ZnSiS₄时有指导的意义。但是通过对Cu₂ZnSiS₄的缺陷形成能图观察来看,它的费米能级位置都是靠近禁带中线。由于主要的缺陷离都是浅能级的,所以要想获得导电效果较好的半导体可以通过掺杂等方法来实现。第五章是关于本文的结论部分,总结了Cu₂ZnSiS₄的各方面的性质在太阳能电池方面应用。