飞秒超快光谱技术的发展为超快时间尺度内各种物理、化学和生物过程的探测提供了有力工具。在聚合物光伏电池领域中，超快光谱研究在人类理解聚合物光伏材料中的各种光物理和光化学动力学机制上发挥了巨大作用，促进了聚合物光伏电池器件性能的提高。本论文介绍了作者在攻读博士学位期间，综合利用飞秒和皮秒时间分辨的超快光谱技术，对几种新型聚合物光伏材料的光致激发动力学所作的研究工作。　　 论文的主要内容包括以下三个部分：　　 第一部分，简要介绍了聚合物光伏电池的发展历史、研究现状以及聚合物光伏电池器件中的光致电流理论，阐述了在聚合物光伏电池研究中，超快动力学对器件性能提高的重要意义；然后介绍了几种常用的超快时间分辨光谱技术的基本工作原理。　　 第二部分，详细描述了我们搭建和升级的超连续白光瞬态吸收系统。了解超连续白光的产生机制后，我们研究了固态蓝宝石产生超连续白光的偏振特性。为了应对越来越高的实验精度和越来越宽的光谱范围要求，我们从硬件和软件两个方面分别对瞬态吸收系统做了全面的升级和改进，完善了四种光路配置方案和两种测量方法(各向同性和各项异性测量)，解决了群速色散修正、自动平均采集等问题。　　 第三部分，包括论文的第三章至第五章，主要介绍了我们利用各种超快光谱技术及X射线衍射等其他实验方法，对聚噻吩、聚噻嗪、聚对苯撑乙烯等聚合物光伏材料空间构型、电荷复合以及共振能量转移等过程进行的超快光谱学研究，为聚合物光伏电池的发展提供了指导意义。　　 首先，我们研究了具有不同长度噻吩乙烯基侧链的二维聚噻吩在溶液和薄膜中的超快动力学。研究表明，过长的侧链会带来较大的空间位阻和缺陷；二维聚噻吩中链间极化子对的孪生复合几率随侧链长度的增加而逐渐减小。本研究首次揭示了二维聚噻吩光伏电池器件性能优于P3HT的原因，为聚噻吩材料体系的化学修饰提供重要依据。其次，我们对几种噻嗪基共轭聚合物TICT(TwistedIntramolecular Charge Transfer)态的形成进行了研究。通过不同粘度溶剂中的时间分辨荧光光谱，我们证实了分子内构型扭转弛豫的时间为10ps左右。该研究揭示了在Donor-Acceptor聚合物体系中存在的一种分子内电荷转移态的能量耗散通道。最后，我们利用噻嗪聚合物PQ和MEH-PPV这两种材料构建了一种多组分聚合物光伏电池的模型，并且通过时间分辨荧光光谱探测了两种聚合物材料之间的超快共振能量转移(FRET)过程。多组分共轭聚合物体系能够提高有机材料对太阳辐射的吸收效率，并以共振能量转移的方式将能量传递至低带隙聚合物，这是多组分聚合物光伏电池模型的应用基础。