二十一世纪以来,科技迅猛发展赋予人类的贡献远超出人类的预期,然而在享受科技发展的同时,其背后所隐藏的副作用也成为人类不得不面对的难题。环境恶化、能源危机等问题不仅阻碍了人类前进的脚步,更重要的是直接威胁着人类的生存,因此人类急需研发新的能源来缓解生存压力。有机半导体材料作为新型能源材料的重要代表,以其广泛的来源及多变的分子结构,在电子和能源领域扮演着重要的角色。虽然,其材料的工艺、性能和效率上存在着不足,但是正是因为这些缺陷,使得对有机半导体材料的研究工作更富有意义。有机半导体材料的理论研究,对提高材料的效率以及提升材料的性能有着重要的意义。而分子间电荷转移情况直接影响有机半导体材料的光电性质,因此从微观层次上对化合物的光电性质的进行深层次研究,积极推动了新材料的理论研究进展。本文运用量子化学方法中的密度泛函理论对几种有机半导体材料的分子结构、基态以及激发态特征进行了详尽的描述。(1)本文利用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP/6-31G(d)基组对两种六氮并五苯衍生物TTHAP和OHHAO的基态几何结构、吸收光谱进行计算,得出TTHAP吸收光谱有两个峰值,分别出现在556.68nm和381.14nm,他们是由HOMO-1→LUMO和HOMO→LUMO+2电子跃迁贡献的结果;而OHHAO的峰值出现在402.45nm和281.34nm,分别是由HOMO→LUMO+3和HOMO-3→LUMO的电子跃迁贡献的结果。再利用含时密度泛函理论(TD-DFT)对分子电荷差异密度和跃迁密度进行计算,最后根据三维(3D)实空间和二维(2D)实空间分析法,对分子电荷转移、电子-空穴相干性和分子离域进行讨论。(2)运用同样的方法,对两种二苯乙烯型衍生物PP1分子和PM1分子进行基态性质、吸收光谱以及激发态特征的分析,计算出两分子的跃迁密度和电荷差异密度,根据3D实空间分析法对其进行可视化;最后利用2D实空间分析法对两分子电子-空穴相干性进行可视化。