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本文用量子化学方法系统地研究了如下3个体系:(1)含苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩的共轭聚合物;(2)含苯乙烯共轭支链的聚噻吩衍生物;(3)吲哚咔唑-受体交替共轭共聚物首先,采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,对聚4,8-双十二烷氧基苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(PBDT),聚4,8-双十二烷氧基苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩交替(2,5)噻吩(PBDTT)及聚4,8-双十二烷氧基苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩交替(2,9)噻吩并[3,4-b]吡嗪(PBDTTPZ)进行几何结构优化计算。在优化的基础上,运用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算了它们的光学性质,得到了最低激发能(Eg),吸收波长及电子相关性质。HOMO和LUMO的能隙就等于LUMO和HOMO之间的能量差。计算结果与实验结果相符得很好,计算结果也为调控共轭聚合物的能隙和吸收带提供了有用的参考。其次,采用密度泛函理论(DFT)方法和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法分别计算了聚[3-(苯乙烯)噻吩](P3PVT)系列:(PEHPVT)n,(PT1)n和(PT4)n的结构和电子性质。聚合物的HOMO-LUMO能隙(△H-L)和最低激发能(Eg)由外推法得到。结果表明:共轭聚合物侧链能够调节吸收峰和HOMO-LUMO能隙。最后,采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,研究了3种吲哚咔唑-受体交替共轭共聚物:聚[2,8-(5,11-二(2-乙基己基)吲哚[3,2-b]并咔唑)-交替-5,7-(2,3-双十二烷基噻吩[3,4-b]并吡嗪)](P281C-TP12),聚[2,8-(5,11-二(2-乙基己基)吲哚[3,2-b]并咔唑)-交替-5,7-(2,3-二(4-(2-乙基己氧基)苯基)-噻吩[3,4-b]并吡嗪)(P281C-TPO),4,7-聚[2,8-(5,11-二(2-乙基己基)吲哚[3,2-b]并咔唑)-交替-(2,1,3-苯并噻二唑)(P281C-BT)。在中性、阴离子态和阳离子态下分别进行几何结构优化计算。在优化的基础上应用了TD-DFT计算了聚合物的ΔH-L,吸收波长及最低激发能。采用B3LYP/6-31G*对聚合物阳离子和阴离子进行全优化,计算电离势(IP)和电子亲合能(Ea)。本论文从理论上系统地对一系列共轭聚合物太阳能电池材料的结构和光伏性能有关的参数进行了研究和分析。结果表明含时密度泛函理论结合密度泛函理论能够研究共轭聚合物太阳能电池材料,根据几何结构和电子性质,可设计新的聚合物太阳能电池材料。