在有机光伏材料中,单线态分裂是一种在特定有机分子中发生的激发倍增现象,即分子吸收一个光子可以产生两个电子空穴对。作为一种多激子效应,单线态分裂可以有效地避免能量损失,提高太阳能电池的光电转换效率。近年来,随着超短激光脉冲和时间分辨技术的出现和发展,科研工作者们对单线态分裂的研究不断深入,然而其物理实质还有待进一步揭示。红荧烯作为常见的单线态分裂材料,其单晶、多晶、薄膜的单线态分裂研究层出不穷,但是有关红荧烯及其类似物C38H24S2在液相中的研究报告却为数不多。在红荧烯溶液中,单线态转化为中间态和中间态演化成两个独立的三线态激子的过程存在一定的争议。大部分文献报道称中间态直接分裂成了两个独立的三线态激子,但是也有文献报道称在单线态分裂过程中不仅存在中间态还存在过渡态空间分离的三线态激子对。与红荧烯相比,红荧烯类似物C38H24S2是一种将红荧烯分子侧基中一对相互对称的苯基替换成噻吩基的并四苯衍生物,相比于红荧烯具有优异的光氧稳定性。本论文通过利用飞秒时间分辨瞬态吸收光谱技术,对红荧烯及其类似物C38H24S2中单线态激子向三线态激子转换的单线态分裂过程进行了研究,主要研究内容和结论如下:第一部分研究了红荧烯溶于甲苯溶液中的单线态分裂动力学过程。红荧烯溶液在泵浦波长470 nm光激发下,其瞬态吸收光谱在波长～526 nm处出现了基态漂白信号,在波长～510 nm和～725nm处出现了三线态-三线态诱导吸收信号,在波长～562 nm和～590nm处出现了受激辐射信号。通过分析可得,红荧烯在初始光激发下,该分子从基态被激发到了具有高振动能级的激发态,且与三线态发生共振耦合;激发单线态和关联的三线态激子对中发生了振动弛豫,时间约为2 ps;随后,关联的三线态激子对发生空间分离产生了空间分离的三线态激子对,所需时间约为95 ps。在红荧烯溶液中,通过瞬态吸收光谱图像清楚识别出了关联的三线态激子对和空间分离的三线态激子对的光谱特征,证明了从单线态到三线态激子的光转换过程中电子共振和振动弛豫起着十分重要的作用。第二部分研究了不同激发条件下溶于甲苯溶液的红荧烯类似物C38H24S2的激发态动力学过程。红荧烯类似物C38H24S2在泵浦波长550 nm和365 nm光激发下,其瞬态吸收光谱在波长444 nm附近的激发单线态与基态分子发生碰撞分别在8.2 ps和3 ps时在波长510 nm处产生了关联的三线态激子对,但是在550 nm光激发下未观察到明显的独立三线态激子信号;在365 nm光激发下,关联的三线态激子对诱导吸收信号发生了转移,在波长550 nm附近观察到了独立的三线态激子的吸收;在460 nm光激发下,通过利用奇异值分解的方法将红荧烯类似物C38H24S2中相互重叠的光谱信号进行分离,从瞬态吸收光谱图像中识别出了单线态和独立的三线态激子的光谱特征。