有机无机半导体材料既具有有机半导体材料柔韧性好，易溶液处理，成膜性好以及成本低的优点，又具有无机半导体材料高的载流子迁移率以及高的电子结合能的优点，因此成为一种比较有前景的新型光电材料。在有机无机杂化光电材料中，有机半导体和无机半导体界面的光诱导电子转移过程对器件的性能具有非常重要的意义。本论文选取了典型的无机半导体材料氧化锌和具有比较好的光电性能的苝酰亚胺、并吡咯二酮和喹吖啶酮的衍生物作为有机半导体材料，通过自组装的方法制备得到了三种不同的有机无机杂化材料体系。利用皮秒时间分辨荧光光谱和飞秒瞬态吸收光谱对有机无机杂化材料的界面电子转移过程进行了系统的研究。主要研究内容如下:　　 (1)在前期工作的基础上，通过在PBI和nT-PBI(n=1，2）的N位修饰羧酸功能团，然后利用羧酸官能团将PBI和nT-PBI(n=1，2)键合到ZnO纳米棒上，从而制备了PBI/ZnO和nT-PBI/ZnO(n=1，2）杂化纳米材料。利用皮秒时间分辨荧光光谱研究了从n-型PBI基衍生物到ZnO之间可能的界面电子转移过程。通过表征发现，在PBI/ZnO杂化体系中，不存在从PBI到ZnO纳米棒的直接的电子转移过程;通过在PBI的背位修饰噻吩基团以后，在nT-PBI/ZnO(n=1，2）杂化体系中，发现通过光激发PBI基团，可以发生从噻吩(nT)到PBI的电荷分离过程，然后是从PBI阴离子自由基到ZnO纳米棒的界面电荷转移过程，从而实现了有效的分级界面电子转移过程。最后对PBI/ZnO和nT-PBI/ZnO(n=1，2)杂化纳米材料的光电性质进行了表征。nT-PBI/ZnO(n=1，2）杂化材料表现出很好的紫外-可见光探测性能，可见光响应值分别可以达到21.2A/W和12.4A/W，开关比分别为537和403，但是基于PBI/ZnO的杂化材料却表现出很差的可见光响应特性。以上结果说明基于给受体型有机化合物的有机无机杂化材料可以实现高效的界面分级电子转移过程以及拓展光谱的吸收范围，从而有可能用于构筑光伏器件。　　 (2)以并吡咯二酮分子(DPP)为骨架构筑了两个小分子TDPP和TTDPP。傅里叶变换红外光谱和透射电镜的表征，证实了TDPP和TTDPP分子通过羧酸基团成功的键合到了无机半导体ZnO纳米棒的表面上。而对于杂化材料TDPP/ZnO和TTDPP/ZnO，都观察到了明显的荧光淬灭现象，利用皮秒时间分辨荧光光谱证实了在TDPP/ZnO和TTDPP/ZnO杂化体系中发生了从有机分子（TDPP或者TTDPP）到ZnO纳米棒的界面电子转移过程。TTDPP分子比TDPP分子更有效的拓展了杂化材料的吸收光谱范围，因此测试了TDPP/ZnO和TTDPP/ZnO杂化体系的光导性质。实验结果表明，杂化TDPP/ZnO和TTDPP/ZnO的可见光响应值分别为1.35A/W和16.9A/W。TTDPP/ZnO杂化材料这种比较好的可见光光响应特性可以归因于(1)相对于TDPP分子，TTDPP分子更宽的吸收光谱范围;(2)在TTDPP/ZnO体系中，从噻吩(TT)到DPP，再到ZnO的高效的分级电子转移过程;(3) ZnO纳米棒比较好的电荷传输特性。这种分级电子转移过程的设计方法为制备高性能的光电转换器件提供了新的思路。　　 (3)通过用TDPP分子单元来修饰喹吖啶酮分子核，制备了一种新型的有机小分子DPP-QA，并在DPP单元上修饰羧酸官能团。通过羧酸官能团将DPP-QA分子键合到ZnO纳米棒的表面上，从而得到了DPP-QA/ZnO杂化材料。在DPP-QA/ZnO杂化材料体系中，DPP-QA的荧光有很明显的淬灭，通过皮秒时间分辨荧光光谱和飞秒瞬态吸收光谱的研究证实由于ZnO大的介电常数促进了从DPP到QA电荷转移过程，电荷转移速率常数为1.0×109s-1，电荷转移的量子产率为75％。　　 (4)在前面工作的基础上，我们通过将含有羧酸官能团的有机小分子吸附到反向太阳能电池的ZnO薄膜层，然后再与P3HT∶PCBM活性层混合，得到了界面修饰的Ag/MoO3/P3HT∶PCBM/SAM-ZnO/ITO反向太阳能电池。通过扫描电镜和紫外-可见吸收光谱的表征，证实有机小分子通过羧酸官能团吸附到了ZnO薄膜层上，形成了自组装单层分子。通过对器件光伏性能测试，发现将TTDPP分子吸附到ZnO的表面上之后对光伏器件的短路电流有很大提高，再结合前面章节的实验结果，从而为我们设计反向太阳能电池中的界面修饰材料提供了一定的理论依据。