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本文运用密度泛函理论和含时密度泛函理论系统地研究了如下3个体系:(1)基于三苯胺和喹啉衍生物的染料分子;(2)基于三苯胺和苯并噻二唑衍生物的染料分子;(3)基于三苯胺衍生物小分子空穴传输材料。首先,采用密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了四种基于三苯胺和喹啉衍生物染料分子的电子性质、光学性质和分子内电荷转移性质,运用B3LYP密度泛函理论方法计算了它们的键长、单点能、电荷布局数、静电势(ESP)分布和前线轨道能级及能隙,运用BHandHLYP含时密度泛函理论计算了它们的吸收光谱、最低激发能、振子强度、光捕获效率、荧光光谱、空穴-电子分布指数、HOMO-LUMO电荷转移量和激子结合能。计算结果表明三苯胺给体上烷氧基的引入和共轭桥上噻吩基的引入有利于提高染料分子的光学性能和电荷转移性能。其次,采用密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了三种基于三苯胺和苯并噻二唑衍生物的染料分子的电子性质、光学性质和分子内电荷转移性质,运用B3LYP密度泛函理论方法计算了它们的键长、单点能、电荷布局数、静电势(ESP)分布和前线轨道能级及能隙,运用BHandHLYP含时密度泛函理论计算了它们的吸收光谱、最低激发能、振子强度、光捕获效率、荧光光谱、空穴-电子分布指数、HOMO-LUMO电荷转移量和激子结合能。计算结果表明共轭桥的不同组成能明显影响染料分子的光学性能和电荷转移性能。最后,采用密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了四种基于三苯胺衍生物的空穴传输材料分子的电子性质、光学性质和空穴传输性质,运用B3LYP密度泛函理论方法计算了它们的静电势分布、电离势(IP)、前线轨道能级及能隙、空穴重组能、空穴转移积分和空穴传输速率,运用BHandHLYP含时密度泛函理论计算了它们的吸收光谱、最低激发能、振子强度和荧光光谱。计算结果表明直线型吸电子炔键的引入有利于提高空穴传输材料分子的光学性能和空穴传输性能,给电子三苯胺基团数量的增加则不利于分子空穴传输能力的提高。本文用理论方法研究了一系列基于三苯胺衍生物有机光伏材料的结构和性能,通过密度泛函理论和含时密度泛函理论系统地研究了它们的电子性质、光学性能和电荷传输性能。研究表明,密度泛函理论和含时密度泛函理论能够计算三苯胺衍生物有机光伏材料的电子性质和光学性能。因此,量子化学理论方法可以用于有机光伏材料的分子设计。