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卤化物钙钛矿材料兼具带隙可调、吸光系数高、载流子扩散长度大以及制备过程简单、成本低廉等优点,在光伏和催化等领域引起了广泛关注。经过十余年的发展,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率（PCE）从最开始的3.8%迅速提升至25.2%。以石墨烯（graphene）为代表的二维材料具有独特的几何结构和新奇的物理化学性质,未来可广泛应用于光电器件、催化、储能、自旋电子学等领域。将二维材料引入钙钛矿太阳能电池中,提升钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性,具有十分重要的研究价值。本文设计了一系列基于卤化物钙钛矿和二维材料的范德瓦耳斯异质结,采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算方法,研究了界面效应对异质结电子结构和光电性质的影响,以下为具体研究内容及结论:（Ⅰ）利用甲胺碘化铅（CH3NH3PbI3）的PbI2和CH3NH3I面分别与石墨烯构建异质结,并对异质结的电子结构进行研究。计算结果表明,两个界面具有不同的载流子移动方向:对于PbI2/graphene界面,电子从石墨烯转移到钙钛矿,使得石墨烯中空穴浓度升高,导致石墨烯的p型掺杂;而在CH3NH3I/graphene界面,钙钛矿中的电子转移到石墨烯中,引起了石墨烯的n型掺杂。我们发现,在研究界面处的载流子移动时,吸附在钙钛矿表面的石墨烯的功函数需要加上一个特定值进行修正。我们利用界面偶极模型求解出CH3NH3PbI3/graphene异质结中石墨烯功函数的修正值,该值与钙钛矿的表面平整度及界面距离有关。此外,通过将石墨烯分别与甲胺碘化铅的不同表面接触,设计了基于石墨烯传输层的p-i-n结构的电池模型,其中功能化的石墨烯分别充当电子与空穴传输材料。（Ⅱ）利用铯铅碘（CsPbI3）与硫化亚锡（SnS）构建了PbI2/SnS与CsI/SnS界面的全无机钙钛矿异质结。晶格失配带来的不对称双轴应力,不仅导致单层SnS的能带带边向低能级移动,还使其由间接带隙变为直接带隙。我们发现,PbI2/SnS与CsI/SnS界面具有相反的载流子转移方向:PbI2/SnS界面处电子由SnS向钙钛矿移动,而在CsI/SnS界面处,电子则由钙钛矿流向SnS;但两个界面处的电子隧穿概率几乎相同。计算结果表明,PbI2/SnS与CsI/SnS界面均为Type-II型能带排列,有利于界面处载流子的分离与转移;界面耦合效应导致钙钛矿层的带隙有所减小,增强了CsPbI3/SnS异质结的光吸收能力。（Ⅲ）利用铯铅碘（CsPbI3）与单层黑磷（BP）构建了基于PbI2/BP和CsI/BP界面的CsPbI3/BP异质结,利用GGA-1/2+SOC（自旋轨道耦合）方法对异质结的光电性质进行了研究。在考虑自旋轨道耦合效应的情况下,该方法计算得到的钙钛矿带隙与实验值吻合的很好,计算精度高于杂化泛函（HSE）,但需要的计算资源远低于杂化泛函,与常规DFT计算相当。与采用GGA方法计算结果不同,我们发现PbI2/BP和CsI/BP界面均为间接带隙的Type-II型能带排列。与单体钙钛矿层相比,CsPbI3/BP异质结的吸收谱在可见光区域有明显的红移现象,表现出更强的光吸收能力。