有机太阳能电池（OSC）由于具有成本低、质量轻、透明性好等优点受到广泛关注。明晰活性层内复杂的光电转换机理,特别是给/受体（D/A）界面处电荷转移（CT）机制是提升能量转换效率（PCE）的重要手段之一。依托于富勒烯相对简单的结构和单一化的功能,传统CT机制不断发展。现今,非富勒烯材料可通过结构与功能化修饰调控能级,吸收范围,电荷传输和形貌等,使其PCE远超于富勒烯体系,但在揭示给体/非富勒烯受体体系内的界面微观机理时采用源于富勒烯的传统CT机制将产生一系列矛盾现象与不协调性等问题。因此,应考虑结构差异与CT机制的适用性问题。然而,由分子结构与功能化如何引发富勒烯与非富勒烯CT机制存在不适用性的本质原因尚未明确,这也致使结合材料结构和分子特性探讨非富勒烯CT机制成为当今的研究焦点及难点。本文采用密度泛函理论（DFT）、含时密度泛函理论（TD-DFT）结合分子动力学（MD）模拟的方法,探究了由结构差异引发的CT机制存在不适用性的本质来源,揭示了主导机制差异的本征结构特性,并阐明了影响非富勒烯CT机制的主要因素。论文的主要研究内容如下:1.以富勒烯和碗状非富勒烯为研究对象,探究了由结构差异引发富勒烯和非富勒烯CT机制存在不适用性的本质来源。量化了结构逐层递减对分子特性的影响,包括对称性、前线分子轨道能级、光激发特性等,发现了性质发生反转的拐点,明确了拐点存在的主要原因是三维对称性被打破。从微观角度探究了D/A界面处拐点堆积构型的差异来源,发现拐点前后静电势与范德华势均形成不同的主导力趋势,因而导致拐点构型优化前后的堆积行为存在较大差异,揭示了富勒烯与碗状非富勒烯的弱相互作用本质与CT机制不能一概而论。这项工作为探索分子结构与性质的差异对界面机制的影响以调节微观CT机制提供理论参考。2.为验证上述结论中所提及的对称性是否是影响非富勒烯CT机制的主要原因,拓展了非富勒烯结构的模型范围,即选取碗形结构→线性结构的非富勒烯作为研究对象。通过量化能量特性（能级简并）与分子间的聚集形貌,考察了影响非富勒烯CT机制的关键因素。特别地,揭示了非富勒烯的分子片段的重要性。一方面,分子片段可通过调控对分子轨道的贡献值来影响能级简并,以期实现调控CT态的数量与能量改善电荷分离过程;另一方面,明确了分子片段通过调节堆积行为和堆积方式以影响界面电荷转移过程。这项工作为依据材料特征科学地完善和细化非富勒烯CT机制以提高机制的应用精准性提供新思路。