近几十年来，以有机分子和聚合物作为光电功能材料的研究取得了迅速发展。有机发光材料具有重要的应用背景，目前已经从产业化走向大规模商业市场化。从分子结构设计高效发光材料具有重要意义。发光性质由分子的最低激发态结构与过程所决定。而激发态结构是个电子相关问题，对于理论化学具有重要挑战。本工作的着重点在于应用电子关联体系的理论计算方法，研究与激发态相关的有机光电性能。所取得的主要结果有：　　 (1)应用自主发展的耦合簇运动方程方法，通过计算共轭聚合物的最低激发态，我们发现侧链基团取代之后，可以调节低激发态结构的排序，即从2Ag调控到1Bu，从而使得共轭聚合物能够具备发光的必要条件。我们研究了取代效应对共轭聚合物发光性质的影响，结果表明，取代基能否改变材料的发光性能关键在于取代对前线轨道电荷密度分布的影响，我们进一步提出了一个基于分子前线轨道的、设计发光材料的简单规则。　　 (2)按照自旋统计规律，电致发光器件的内量子效率不超过25％的极限。近年来，对于聚合物电致发光能否超过25％的极限，无论是实验上还是理论上，都引起了激烈的争论。我们从单、三线态激子能量的角度出发，研究了一系列共轭聚合物的单、三线态激子生成速率比，从理论上来衡量聚合物电致发光器件的效率。　　 (3)根据吸收和发射的成因可以说明吸收和发射光谱一般是呈镜面对称关系。温度的升高会改变这种镜面对称关系，不过，对于有些物质，其吸收和发射光谱的不对称并不是由热效应引起的。我们以三联苯分子为例，研究了这种吸收和发射光谱不对称的本质。结果发现，三联苯分子基态的扭转模式的势能面为双井势，具有很强的非谐性，正是由于这个非谐的双井势而导致了吸收和发射光谱的不对称。　　 (4)有机光学材料的光过程与激子的激发有着密切的关系，激子的具体信息对于理解光学材料的性质以及设计具有特殊光学性质的新材料都起到了至关重要的作用。传统的光学测量手段，如紫外可见光谱、拉曼光谱，只有能量分辨，没有动量分辨，它们能够测量激子垂直跃迁的情况，但是无法了解激子尺寸和运动等动力学性质。X光非弹性散射具有动量分辨，能提供更多更丰富的激子信息。我们发展了动量转移激发谱计算方法，指认了所有的实验谱线，并给出了激发电子-空穴分布图，从微观上为调控激发态结构提供分子设计依据。　　 (5)应用密度矩阵重整化群方法，结合PPP模型、修正矢量方法、有限场方法等，研究了共轭体系的线性与非线性响应随链长变化的关系、吸收光谱、以及三线态与电离态结构。该方法是变分的，计算精度很高，非常适合用来研究一维强关联体系，对于大体系，可以认为是FCI精确解。