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二氧化锡（SnO2）透明导电薄膜具有低电阻率和高透过率的特性,在光伏发电、节能建筑和半导体气敏探测等领域有广泛应用。但制备较低电阻的薄膜时,其透过率也会降低,成为制约SnO2薄膜应用的重要因素。基于半导体理论,元素掺杂可以贡献更多载流子或者空位,是提高SnO2光学及电学性能的重要技术路径。已有元素掺杂SnO2理论研究工作缺乏不同元素掺杂对SnO2性能影响横向对比分析研究,在FTO（SnO2:F）薄膜制备方面,如何提高大面积FTO薄膜生长速率以及在用于a-Si薄膜太阳能电池时FTO薄膜抗氢还原能力,是目前FTO薄膜制备方面的短板。鉴于此,本文采用第一性原理CASTEP程序对非金属单元素掺杂和金属-非金属双元素掺杂SnO2进行系统的理论研究,对光学及电学性能进行理论预测;并采用气溶胶辅助化学气相沉积法制备了FTO薄膜和AZO（Zn O:Al）/FTO双层薄膜,探讨了H2O2辅助FTO薄膜生长机理,并研究了AZO/FTO双层薄膜抗氢还原能力。主要研究结果如下:（1）非金属元素掺杂后SnO2能带结构发生改变,适宜浓度的F元素掺杂能够提高SnO2材料的导电性。在五种非金属元素掺杂中,F元素掺杂后,费米能级进入导带,有助于增强SnO2导电性,FTO的反射率最高。导电性能受载流子浓度和杂质散射共同影响,当F原子浓度12.5 at.%时,载流子浓度最高可达到6.46×1019cm-3,当F原子浓度为8.33 at.%时,SnO2体系相对电导率可达到1.13。（2）探讨了非金属（F）与金属（Mo、V、W、Ta、Nb）双元素掺杂SnO2增强光学及电学性能的协同效应机理。在SnO2:（F-M）体系中,Sn22W2O47F的载流子浓度最高,可达6.33×1019cm-3,以F-V双元素掺杂体系为基准,Sn23WO47F的导电性最强,相对电导率可达1.39。掺杂金属原子的d轨道发生带内跃迁引起介电函数光谱在0 e V～2 e V内出现了不同程度的振幅。在可见光范围,SnO2:（F-M）体系的吸收系数从高到低依次为:F-Nb、F-Mo、F-V、F-W、F-Ta。（3）对Ta、W原子掺杂SnO2光学及电学性能进行比较研究及F原子提高F-Ta（W）双元掺杂SnO2电学性能作用机理进行了分析。金属单元素掺杂SnO2导电性受掺杂原子杂质散射影响,先升高后降低。金属单元素掺杂SnO2体系的载流子浓度与金属的外层电子数成正比,而载流子迁移率却与之无关,Sn21W3O48的载流子浓度最高,可达6.39×1019cm-3。F原子引入SnO2导带下移,有助于增强SnO2导电性。F-Ta（W）双元掺杂SnO2随着Ta（W）原子浓度增加,载流子浓度增加;相对载流子迁移率和相对电导率发生退化。Sn22W2O48等离子共振频率靠近可见光区域;Sn23Ta O48和Sn22Ta2O48在红外光区域获得较高的反射率。（4）H2O2有助于制备高透过率,低电阻的FTO薄膜,并显著提高薄膜生长速度。薄膜生长速率由6.04 nm/s（0 M-H2O2）增长到8.36 nm/s（0.08 M-H2O2）。添加适当浓度的H2O2（0.04 M）有助于制备晶格较好的SnO2晶体,FTO薄膜的光学及电学性能最佳:透过率79.87%,薄层方块电阻3.97Ω/□,品质因数2.66×10-3Ω-1。（5）在氢离子体环境下,AZO/FTO薄膜具有抗氢还原能力,在氢离子体处理后,FTO的薄膜方块电阻增加到55.7Ω/□。相同条件下,沉积108 nm AZO的双层膜表面方块电阻只上升至9.8Ω/□。