本项目的主要工作是利用多体格林函数理论（包括GW方法和Bethe-Salpeter方程），通过对凝聚相水和水团簇激发态性质与激发态动力学的研究，探讨水光解的机理，为发展高效的光解水催化剂提供有价值的理论信息。该项目也拟在多体格林函数理论框架内发展新的激发态作用力计算方法和计算程序，用以发展新的激发态动力学理论研究工具。 该项目主要从以下几方面开展了研究： （1）将基于coupled perturbed Hartree-Fock理论的Z-vector方法与多体格林函数理论相结合，推导出了在多体格林函数理论框架内解析计算激发态作用力的新方法，并开发了计算程序。 （2）通过对固相冰的研究，发现凝聚相水的Urbach光吸收尾巴来源于氢氧根离子和水自电离过程中的瞬态结构，凝聚相水在吸收峰附近紫外光照射下的光解是一个无势垒过程，涉及质子与电子的协同传输。 （3）在对水团簇的研究中，发现光吸收峰能量与每个水分子的平均氢键数目密切相关；发现高能量的离域化激子与低能量的高度局域化激子共存，而后者则是发生光解的可能位置。 （4）对TiO2和二维C3N4这两种重要的光解水催化剂与水溶液界面处的电子结构和激子性质开展了系统研究，发现界面电场对水溶液中基团的能级和捕获光生空穴的能力具有重要影响。发现了水在这两种催化剂表面光解过程中几个重要中间态、激发态之间以及激发态与基态之间的非绝热跃迁现象、以及影响水光解效率的重要因素。 （5）发展自洽的GW计算方法和程序对TiO2中缺陷和杂质的电子结构开展了系统研究，圆满解释了实验现象，发现了阴离子杂质在TiO2中新的成键规则，并发现了目前广泛使用的DFT U和杂化泛函方法在研究这类体系中的重要不足。 （6）在该项目的资助下，还在多体格林函数理论框架内发展了计算激子能量传递速率的新理论方法和计算程序，并藉此研究了光合作用体系中类胡萝卜素与叶绿素之间、碳纳米管周期性体系之间的能量传递机制。 在该项目的资助下，发表SCI论文20余篇，获得2017年度山东省自然科学一等奖。