有机三重态光敏剂已经被广泛的应用于不同领域,如:光动力治疗、光诱导催化制氢、三重态-三重态湮灭上转换、光氧化还原有机反应、氧传感等。然而,现有的有机三重态光敏剂设计还存在一些局限性,如:分子对近红外区域光吸收弱、主要依赖于重元素修饰、三重态量子产率低等。为了进一步丰富三重态光敏剂的多样性,针对以上问题本论文利用不同的给电基团合成了2个系列的三重态光敏剂,通过紫外-可见吸收、稳态瞬态荧光发射、单晶结构及DFT/TDDFT理论计算等,对其光物理性质进行了详细的研究。（1）为了解决传统三重态光敏剂分子对近红外区域光吸收弱,光利用率低这一问题,本文第二章选择对近红外区域光具有强吸收的方酸菁染料进行修饰。设计合成了4个含不同取代吲哚修饰的方酸菁衍生物（SQ、DISQ、Me SQ、DIMe SQ）。光谱测试结果显示,在二氯甲烷溶液中,分子SQ、DISQ、Me SQ和DIMe SQ的吸收波长在600-700 nm,发射波在620-800 nm,均在近红外区域。在应用方面,4个方酸菁衍生物敏化单线态氧性能被研究,其中分子DISQ获得最高的单线态氧量子产率（6%）,是分子DIMe SQ的2倍（3%）,我们推测,N-氢取代分子相比N-甲基取代分子,更有利于分子的系间窜跃。并结合单晶结构和理论计算证明分子内N-H…O作用力有利于分子的系间窜跃,表明分子DISQ可以作为光动力治疗的潜在药物。（2）为了解决传统有机三重态光敏剂分子主要依赖于重原子效应促进系间窜跃。由于重元素容易脱落,且通常价格昂贵、具有一定毒性等缺点,因此基于SOCT-ISC机理设计纯有机三重态光敏剂具有易于合成和不含重原子等优点。本文第三章合成了3个含不同芳基取代三联体方酸菁衍生物（SQ-Ph、SQ-AN、SQ-PY）,三联体主要是通过引入不同的芳基,与方酸分子形成不同的扭转角度,从而提高分子的SOCT-ISC,基于方酸SOCT-ISC机制我们首次提出。通过不同光谱测试、密度泛函理论计算和单晶衍射研究了三联体分子的光物理性质。DFT计算结果表明,分子SQ-Ph、SQ-AN和SQ-PY中苯基、蒽基和芘基部分与SQ的夹角分别为38°、79°和55°,与单晶衍射结果一致。而光谱测试结果表明,它们主要吸收波长在550-750 nm,发射波在600-850 nm,均在近红外区域,且具有近似正交结构的分子SQ-AN由于SOCT-ISC作用,表现出最高的单线态量子产率（12%）。同时,我们研究了不同金属离子对分子SQ、SQ-Ph、SQ-AN和SQ-PY光学性能影响,研究发现仅分子SQ-AN表现出对金属Co²⁺离子的高效选择性和专一性。令人意外的是,添加金属Co²⁺离子后,分子SQ-AN溶液中的荧光明显被淬灭,且单线态氧量子产率提高了一倍（25%）。通过紫外滴定、荧光滴定和核磁滴定,我们可以推测分子SQ-AN与金属Co²⁺离子是以3:2比例进行配比,从而形成了分子SQ-AN和金属Co²⁺离子的三聚体。形成的三聚体通过增加分子间的系间窜跃效率,因此,提高了分子SQ-AN的单线态氧量子产率。纳秒瞬态吸收光谱测试结果,也证实了加入金属Co²⁺离子后确实可以明显增强分子SQ-AN的三重态信号。以上研究将有助于设计基于供体/受体/供体-体系的纯有机三重态光敏剂。