1. 有機、無機光電材料合成。

2. 鈣鈦礦太陽能電池器件研究。

3. 與光電器件相關的光學、電學和電荷傳輸機理研究。

長期從事光電材料器件研究。先后師從Anders Hagfeldt, Michael Graetzel教授在瑞典烏普薩拉大學和瑞士洛桑聯邦理工大學從事博士后研究。自2012年鈣鈦礦電池問世以來，從有機/無機材料合成、工藝優化、界面改性、機理探討等方面對鈣鈦礦太陽能電池的效率、成本和穩定性等核心問題進行了系統性的探索研究，并取得了一系列重要的研究成果。所制作的高效率鈣鈦礦電池(小面積和大面積)的器件多次通過美國NEWPORT光伏認證中心的認證。特別地，2016年， 在美國國家能源實驗室（ NREL）世界太陽能電池世界紀錄表上成功地打下了21.02%的效率點。 以一作/共同一作或通訊作者在《Science》，《Science Advances》 《Nature Comm》，《Nature Energy》，《journal of the American chemical society》《Advanced Materials》，《Energy & Environmental Science》 等國際著名期刊上發表SCI 論文40余篇, 發表文章總引用次數>9000次。