中文摘要：

开发可再生、清洁能源是人类生存发展亟待解决的重要问题，因此对太阳能的利用尤为重要。染料敏化太阳能电池（DSSCs）是近年来研究热点。为提高光电转化效率，人们不断努力寻找新型敏化剂，其中树状结构的超支化聚合物做为敏化剂是研究的热点。然而，由于树状分子结构的复杂程度增加，其电子转移机制也相应复杂，给传统的研究手段带来挑战。本研究利用单分子光学检测技术的各种优势，排除周围环境的影响，力争在单分子水平上揭示树状有机分子在二氧化钛纳米粒子表面，光诱导电子传递的机理。用单分子光谱表征光电转换过程中光吸收、电子/空穴生成、电子输运、光电转换、电荷复合等相关的基本特征，了解太阳能电池中的化学反应的本质与调控规律。为开发新型敏化剂提供理论和实验依据。

结论摘要：

在本项目的支持下，我们围绕分子间电荷和能量传递从以下几个方而开展研究工作，其内容和结果概括如下 为了解多分支结构分子内的能量和电荷传输过程，我们设计合成了系列含有电子推-拉功能的官能团的复杂结构分子。其稳态的光谱及溶剂化分析表明分支间的相互影响并不显著，然而当桥连体上采用C=C和C≡C结构时，分子的双光子吸收性能明显提高，进一步的理论分析证明这种多极化分子在其激发态呈现很强的分子内电荷转移性质。 离子液体因其许多特殊的性质而倍受关注。本文通过探针分子在离子液体中的光谱学性质研究了其所处微观环境。C153l转动动力学表明离子液体[bmim][PF6]中有紧密和非紧密结构两种微环境，并且这种微环境的粘度可以通过外加共溶剂TEGDME得到增强，虽然后者的粘度比前者低得多，这种增强源自两种溶剂分子间的相互作用。 染料Ery B三重态向蒽及其衍生物的三重态传能，这一体系在能量上转换方面具有潜在应用价值。设计不同形式阳离子的蒽衍生物，发现在分子在溶液中自由扩散和分子间静电力共同作用下，可导致静态传能或动态传能同时发生。 金纳米棒可调的表面等离子共振带赋予其许多独特的光电性质物和用途。然后其制备技术一直不完善。种子诱导生长法是目前为至最为有效的制方法，然而以往的研究过多关注终产物的形状，对纳米粒子形成过程了解不深。我们用动态光谱法揭示了其生长过程中的动力学机理首先，种子快速的一维生长成为棒状；然后纳米棒在保持一定的长径比的条件下获取金原子增加体积。构建了金纳米棒自催化生长过程中的电荷转移模型AuBr2-中的一价金结合到种子或生长中的金粒子表面的晶格中，使得金粒子带正电；正电性金粒子从Vc获取电子，中和自身正电荷，从而完成一次金原子的捕获。该模型得到化学反应动力学基本原理的有力支持。 基于对金纳棒液相生长机制的深度剖析，我们发现金纳米棒的形貌不确定性源于其粒形成后期金原子在粒子表面的非选择性沉积，这种非选择性沉积也导致产品长径比的连续性改变。在此，我们巧妙地利用了这一非选择性沉积过程来完成长径比的自由选择，再通过适时抑制这一过程来获得特定长径比的产品，可实现制备表面等离子峰位于550-830 nm区间内的金纳米棒。另，根据研究的需要我们还编写一套动态数据分析程序MSC-fit。