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三重态光敏剂是一类能高效激发到三重态继而成为光化学反应催化剂的化合物。三重态光敏剂在三重态-三重态湮灭(TTA)上转换、光动力治疗、光催化有机反应以及光解水制氢中有着广泛的应用。性质优良的三重态光敏剂在可见光区吸收强、系间窜越产率高,还具有长寿命三重态以保证有足够的时间发生三重态能量转移。大多数过渡金属配合物具有高效的系间窜越能力,但在可见区的摩尔消光系数很小,三重激发态的寿命也很短。发展新型三重态光敏剂的一个难题是,染料分子系间窜越能力难以预测,特别是没有重原子的有机化合物。为了解决这些难题,本文基于性质优越的有机荧光团BODIPY分别引入具有系间窜越性质的ESIPT染料HBT/HBO和自旋转换单元C60,得到两个系列新型有机三重态光敏剂。通过-C(?)C-的π共轭方式将BODIPY与荧光团HBT/HBO连接起来,得到化合物B-1～B-3,其吸收(530-580nm,ε高达50000M-1cm-1)和发射与HBT/HBO相比均发生红移,但荧光量子产率提高(36%)、Stokes位移减小(约45nm)。通过稳态和瞬态光谱测试并结合DFT/TDDFT理论计算,证明B-1～B-3不具有ESIPT效应。瞬态吸收光谱测得三重态寿命长达195μs,与文献中ESIPT染料到达顺式酮式三重态不同,新化合物的三重态定域在BODIPY单元上。将B-1～B-3应用于光催化氧化1,5-二羟基萘中,结果表明,B-3比传统三重态光敏剂铱配合物([Ir(ppy)2(phen)][PF6])的效果好。说明B-3在室温下受到光激发后能有效产生三重态,同时具有敏化1O2的能力。通过非共轭方式将光吸收天线BODIPY与自旋转换单元C60连接起来,得到ISC能力可预测的C60-BODIPY染料C-1和C-2,通过向BODIPY中心以乙炔键连接不同个数的咔唑单元实现对吸收波长的灵活调节,最大吸收分别为538nm(ε=61800M-1cm-1)和597nm(ε=58200M-1cm-1)。在绿光或橙红光激发下,光吸收天线的单重态向C60单元转移效率高达97.7%。通过纳秒时间分辨瞬态吸收光谱和自旋密度分布理论计算,证明化合物C-1和C-2的三重态均定域在C60单元上。新染料在以花为受体的TTA上转换的应用中,实现绿光/橙红光向蓝光的上转换,上转换量子产率达到2.9%。纯有机三重态光敏剂与过渡金属配合物相比,具有易合成、结构可调、造价较低以及低毒性等优点,在未来生物医学、开发可再生能源中的应用,具有更大潜力,本文的研究对设计新型有机三重态光敏剂提供了有用的思路。