中文摘要：

有机聚合物太阳能光伏器件的效率提高依赖于新材料以及材料的微观形态（Morphology）。我们利用超快光谱学技术，研究了一系列聚合物分子及其衍生物的超快动力学过程。我们的研究涉及溶液态的独立分子链到聚集态的薄膜。研究表明，在溶液中，分子链通常由于键角的关系呈现弯曲形状；在激发态时，由于其电子云分布与基态有所差异，表现出更强的离域特性，因此，激发态更倾向于形成平面结构。但是这一由弯曲结构向平面结构的演化中却包含有能量的损失，使激发态能量出现损失。在薄膜体系中，由于分子链不能自由运动，导致弯曲构型成为能量损耗的途径之一。在薄膜体系中，我们尝试了多种分子，其中主要的是噻吩类多分枝衍生物。根据设计，多分枝体系中分子支链将交联成为网络，促进能量及电荷的传输。实验证明，短分子支链的存在，破换了主链的局域有序性，降低了能量传递效率，使得器件的整体效率下降。随着侧链长度增加，主链的有序性几乎被完全破坏，但同时使得电荷的复合效率降低，反而促进了自由电荷的形成，提高了电池的效率。我们还尝试了多种特殊构型的体系，例如多种聚合物掺杂的复合体系以及经由电纺拉伸的有序聚合物体系。