吡咯并吡咯二酮(DPP)基共聚物由于具有良好的电子和空穴传输能力,窄带隙,好的光吸收宽度,成为高效率有机太阳能电池较热门的材料之一。影响材料光电性能的因素有很多,例如:分子结构、磁场、电场等,其中温度也是影响太阳能电池效率的因素之一。本论文通过第一性原理密度泛函理论首先研究了0K时共聚物PDPP-n T(n=2-6)中噻吩个数对其电子结构与光吸收谱的影响,并通过第一性原理分子动力学动力学(AIMD)的方法,研究了PDPP-n T在不同温度下(0 K、60 K、120 K、180 K、240 K、300 K、360 K)的光电性质。然后在共聚物PDPP-2T(P1)中引入π桥吡啶(Py,P2)、噻唑(Tz,P3)与呋喃(THF,P4),计算其在0 K时的电子结构与光吸收谱,并分析这三种π桥对共聚物PDPP-2T的光电性质的影响。最后用AIMD的方法对引入THF后的共聚物P4进行了温度300 K时的模拟,并研究了其光电性质。本文的主要研究内容如下:一、本论文分别研究了0 K、60 K、120 K、180 K、240 K、300 K、360 K温度下共聚物PDPP-n T的光电性质,结果表明:(1)在0 K时,随着噻吩个数的增加,共聚物PDPP-n T的带隙值逐渐增大,其LUMO轨道的位置也随之远离费米能级,但是HOMO轨道的位置却几乎不发生变化。通过对共聚物的光吸收谱分析发现,随着n的增大,共聚物的光吸收峰的位置发生蓝移。(2)在60 K、120 K、180 K、240 K、300 K、360 K时,共聚物PDPP-n T的热平衡结构的带隙几乎都增大,仅有300 K时的共聚物PDPP-3T与360 K时的共聚物PDPP-5T的带隙值小于其0 K时的带隙值。(3)在温度改变后,共聚物PDPP-n T的HOMO轨道的位置不发生改变,而其LUMO轨道的位置则变化很明显。(4)随着温度的变化,共聚物的长波吸收峰的位置相对于0 K时的位置均发生了蓝移。二、本论文研究了0 K时,在共聚物PDPP-2T中引入三种π桥(Py、Tz、THF)后的光电性质的变化与300 K时共聚物P4的光电性质的变化,结果表明:(1)引入Py、Tz、THF三种π桥后,其带隙均增大,但是曲率增大,电子有效质量变小,这有可能提高材料的迁移率;光吸收谱的短波处,光吸收峰均发生红移,而在长波处,P2与P4的长波峰发生蓝移,而P3的长波峰变化不大,且长波吸收强度均减弱,HOMO轨道几乎不受π桥的影响,LUMO轨道受π桥的影响较大,其位置远离费米能级,因此,以在PDPP-2T中引入π桥来提高电荷传输来说,是一个需要综合考虑的问题。(2)通过Bader电荷分析发现,引入三种π桥后,P2、P3的分子内电荷转移量减少,P4的分子内电荷转移量略微增加,并且π桥在共聚物中既可以是得电子单元,又可以是失电子单元。(3)在300 K时,引入π桥THF后,共聚物在常温下的热稳定性仍然很好,而其带隙值相对于常温下的P1来说有所减小,HOMO位置未发生移动,LUMO位置发生了明显的移动。(4)300 K时,共聚物P4光吸收峰的位置相对于P1发生了红移。总之,本文创新之处在于通过AIMD的方法,计算了共聚物PDPP-n T在不同温度下的电子结构和吸收光谱,并发现温度的变化主要对共聚物PDPP-n T的LUMO能级有影响,且发现在共聚物中引入π桥是一个需要综合考虑的问题。