共轭聚合物太阳能电池材料中的电荷转移(CT)是一种非常重要的光物理过程,通过具体分析电荷转移过程,对于提高光电转换效率是很有价值的。目前,虽然科研人员一直在研究聚合物太阳能电池的超快动力学,但是共轭聚合物的激发态的超快动力学仍没有一致的见解。本文利用飞秒瞬态吸收光谱技术研究了供体和受体D-π-A共轭聚合物的超快激发态动力学。在实验研究过程中,我们主要涉及的仪器有飞秒激光系统、TOPAS系统以及Helios Fire泵浦探测系统,飞秒激光系统提供光源,是展开光学实验的基础,TOPAS系统可以调谐泵浦光的波长以便达到我们所需要的波长,Helios Fire泵浦探测系统是通过调节泵浦光与探测光之间的延迟来采集瞬态吸收光谱数据。泵浦光可在波长为240-2600 nm的范围内调节,可从紫外到红外波段连续可调。探测光的波长可分为紫外(320-650 nm)、可见(400-780 nm)、800(760-840 nm)以及红外(820-1600 nm)这四个波段。这些泵浦光和探测光波段可以满足各种材料体系的超快动力学研究。我们所测的共轭聚合物太阳能电池材料样品是在泵浦光波长为500 nm的条件下进行的,探测光分别用了可见波段和红外波段,最终得到我们采集的飞秒瞬态吸收光谱数据,通过利用Surface Xplorer软件对采集的瞬态吸收数据进行处理和分析,最终得出共轭聚合物太阳能电池材料的超快动力学过程,确定了激子的跃迁路径并且拟合出了它们的超快弛豫时间。此外,我们还确定在共轭聚合物中自由载流子的产生与复合动力学过程,而自由载流子的产生是由库仑束缚作用的电荷转移(CT)态产生。CT态是具有较低的能量局域态,它是基于无序而存在的。在CT态复合的过程中会发出荧光,通常被称为孪生复合。而自由载流子复合为非孪生复合。我们基于CT态的孪生复合和自由载流子的非孪生复合来分析超快动力学过程。从复合动力学的角度分析,最终我们分析出CT态向自由载流子态转移的时间常数以及自由载流子的非孪生复合寿命的时间常数。这些参数对提高太阳能电池的能量转换效率是很重要的,除此之外,通过分析超快弛豫路径和复合动力学,最终确定了聚合物太阳能电池材料的能级结构图,这对于提高能量转换效率具有非常重要的指导意义,因此,通过利用飞秒瞬态吸收光谱技术,我们对共轭聚合物太阳能电池的微观机制有了更加深入的了解,这对有机太阳能的发展具有重要意义。