当今社会对能源的需求日益提升，太阳能作为清洁无污染的可持续的高效能源，逐渐成为当今热门的研究课题。基于共轭聚合物共混物的本体异质结（BHJ）太阳能电池在低成本光伏发电的发展中已经成为一种很有发展前景的技术。在这些复合材料中，给体材料和受体材料被分散形成互穿的纳米网络，来提供较大的界面面积和渗滤通路，以便有效地进行电荷分离和传输。电池中的自由电荷的产率决定了器件的性能，电池的外量子效率和短路光电流等，因此深入理解自由电荷的产生机理对提高电池效率起着不可替代的作用。由于自由电荷的产生是一种包含了激子解离、电荷复合等多种过程在内，并依赖于材料的结构和微尺度形貌的复杂超快动力学过程，致使人们至今未能明晰其机理、实现有效地调控。本文研究具有宽吸收光谱的异质结，用飞秒瞬态吸收光谱技术，来研究异质结内自由电荷的产生过程。本文详细的研究了以PC61BM异质结为基础的光伏太阳能电池的性能和光物理过程。PC61BM在异质结中含量的不断增加也带动着设备光电流和电压的显著升高。瞬态吸收数据表明激子解离过程是很快的，但是电荷转移态是复杂的，并且根据电荷转移态的能量可以知道具体有着两个过程。在第一种情况下，自由电荷可以直接从高能量电荷转移态中解离，并且它的产生速度很快以至于我们的检测窗口无法观察。在低能量电荷转移态中，这个解离过程变慢了，估计在常温下为20.8ps。在混合薄膜中激子的解离效率很高，以至于在高激发强度下可以在激子-激子解湮灭之前发生。