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电子能带结构能够给出一个固体材料的电子和光学特征。计算材料的基态和激发态性质是凝聚态物理的一个主要目标。在过去的几十年间，通过标准密度泛函理论，固体材料的基态性质被广泛的研究。但是，激发态性质的从头算研究近十年来才广泛地开展。目前，最适合于各种系统激发态性质研究的方法是格林函数法。为了计算格林函数，我们必须计算非局域的能量相关的自能算符。理论的推导和计算表明GW方法能很好地近似求解自能。 全文共分为五章。第一章分为两部分，其一是总结了近年来有关石墨相C3N4光催化性质的相关研究报道。石墨相C3N4在各方面有众多优点，在光催化领域有着广阔的应用前景，引起了我们对它进行第一性原理理论研究的兴趣。其二是回顾了有关太阳能电池的背景及发展过程，介绍了相关计算工作的现状和进展。第二章中，我们详细阐述了计算的理论基础，包括密度泛函理论、DFT+U、GW近似、Bethe-Salpeter方程等等。GW近似和Bethe-S alpeter方程是本文的理论重点。第三章中，我们计算了七种不同结构C3N4的准粒子能带结构，并计算了石墨相C3N4的光吸收谱，发现石墨相C3N4的电学及光学性质符合了光催化剂的条件。第四章中我们研究了Cu-Ⅲ-VI2族化合物的能带结构，发现此类化合物均为直接带隙半导体，并计算了CuAlS2和CuGaS2的光吸收谱。 本文的主要成果如下: 1.计算得到了α-C3N4、β-C3N4、立方相、伪立方相和石墨相C3N4的准粒子能带结构，证明了GW近似可以大幅度修正DFT能带结构，得到与实验值一致的结果。 2.采用BSE方法计算了石墨相C3N4的光吸收谱，讨论了电子空穴对相互作用对激发态性质的影响。 3.针对Cu-Ⅲ-VI2族化合物，我们重新构造了包含3s和3p电子的Cu原子的PAW赝势。使用GGA+U方法对Cu的3d电子进行自相互作用修正，得到了比GGA更准确的能带结构。 4.计算并讨论了CuAlS2和CuGaS2的光吸收谱，推导出了CuAlS2的反射率曲线，与实验结果基本吻合。