本论文分两部分:第一部分是有机半导体材料电子结构性质的研究;第二部分是无机半导体光催化材料的设计。　　 共轭有机材料的电子结构性质以及光学性质一直是科学研究的热点问题，并且其作为新一代电子器件的关键材料也吸引了工业界目光。与无机半导体材料相比，它们具有成本低，合成方法的多样，容易修饰，柔韧性好以及轻便等优点。因此，在有机发光二级管，有机太阳能电池，化学传感器，有机场效应晶体管等电子器件中得到广泛的应用。在论文的第一部分，我们主要从理论上研究了呋喃低聚物、噻吩低聚物、并噻吩低聚物以及其衍生物等有机半导体材料的电子结构性质，并模拟了它们单晶结构中的载流子迁移率。此外，我们还分析了不同的取代基团对并噻吩分子的重组能、HOMO-LUMO带隙、垂直电离能、电子亲和势以及载流子迁移率等性质的影响。　　 通过太阳能光催化分解水制备氢气是解决能源危机和环境污染等问题的有效方法之一，而利用太阳能的关键问题就是寻找合适的催化剂。因此，论文的第二部分主要针对TiO2和CdS等典型光催化剂面临的问题，从理论上对其进行了改进。我们研究发现:通过C-W共掺杂的方法不但可以有效调节TiO2的带边位置，提高其光催化活性，而且C-W共掺杂TiO2在热力学上也比较容易实现。另外，我们还对比研究了ZnxCd1-xS和ZnxCd1-xSexS1-x固溶体催化剂的电子结构性质。我们的计算结果表明:通过调节ZnxCd1-xSexS1-x固溶体中ZnSe的含量，可以使得ZnxCd1-xSexS1-x固溶体的光催化性能明显优于目前研究的Zn0.2Cd0.8S固溶体催化剂。