太阳能电池材料和器件的研究：包括新型钙钛矿太阳能电池的性能改进、稳定性以及低成本卷到卷制备技术；太阳能全光谱发电技术，太阳能光谱的精确分光和聚光，光伏发电和光热发电的协同和集成；高效率晶硅太阳能电池的低成本制备技术。

   化学能源材料和器件的新型制备技术：主要是研究可充电电池和超级电容器的连续全印刷制备，以使这些可充电能源器件能够直接嵌入微芯片和可穿戴电子产品等，克服可充电能源器件与应用系统集成的瓶颈。

   新型电解质材料和中低温碳基燃料电池的研究：研究以离子液体为基的新型的电解质材料，包括材料离子导电率的提高，较高温度下的稳定性和材料电性能等，并在此基础上开发新型的中低温碳基燃料电池。

   能源材料的基础研究与器件模拟：利用现代分析手段和原子层沉积等先进材料制备手段，研究各种“载能子”（电子，空穴，正负离子，光子等）在原子和纳米层级上的产生，分离，传输和复合的机理研究；利用计算机软件包对能源器件进行有限元模拟和设计。