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卟啉-富勒烯分子体系作为重要的人造光合作用反应中心被广泛研究。理论计算能够为实验上相关分子器件的合成和研制提供支持。本文采用基于密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)的量子化学方法研究了卟啉-富勒烯体系的几何和电子结构特性，以及光激发和电子转移性质。全文共分四个章节，主要内容如下： 第一章简要描述了人造光合作用分子体系的反应机理及应用前景。另外对卟啉-富勒烯体系的分类和发展进行了介绍。 第二章详细介绍了本文所采用的理论计算方法和经典Marcus电子转移理论。其中量子化学方法主要包括密度泛函理论及含时密度泛函理论。 第三章采用DFT方法研究了卟啉-富勒烯二元分子(Porphyrin-C60)和类胡萝卜素-卟啉-富勒烯(Carotenoid-Porphyrin-C60)三元分子的基态几何结构及电子性质，同时对其分子轨道能级进行了归属；采用TDDFT方法计算了体系的吸收光谱与实验相吻合，并且获得了体系低能区的激发单态性质。 第四章研究卟啉-富勒烯二元分子和类胡萝卜素-卟啉-富勒烯三元分子的光激发和电子转移特性。TDDFT方法优化得到体系的局域激发(Local Excited)态和电荷转移(Charge Transfer)态的稳定构型，激发组态和静电势分析确定了相关电子态的偶极性质，计算结果和实验相符；采用广义Mulliken-Hush(GMH)方法计算得到的态态间电子耦合矩阵的大小直接和实验测得的电子转移速率相关联。 第五章为全文总结与展望。 本工作提供了研究光诱导电子转移过程的一种理论方法，可被用于新型人造光合作用材料的设计以及性能分析。