1、 提出大面积高质量金属卤化物钙钛矿薄膜的工业级可控印刷及缺陷抑制策略
围绕可溶液加工的新兴半导体——金属卤化物钙钛矿——印刷过程中的成膜控制、结晶过程、缺陷抑制开展了系列工作，实现了室温、全大气环境下的高速印刷以及对缺陷的有效控制，实现了高质量半导体薄膜的可工业化制备。基于该薄膜的大面积钙钛矿电池的稳态光电转换效率通过美国国家实验室的权威认证，并被收录进第57版世界纪录表。相关技术被多位国际知名同行评价为“解决了关键问题”。
2、研发出高灵敏度高柔性X射线探测器
将金属卤化物钙钛矿半导体通过溶液渗透与热压工艺将其填充进柔性多孔膜当中，获得了创新性的金属卤化物钙钛矿/多孔膜柔性复合材料。基于该复合材料制备得到的直接型X射线探测器，其灵敏度与传统刚性探测器相当，但具有高度柔性和便携性，在医疗成像，工业探伤，客运安保等领域有广泛应用空间。
3、研发出高灵敏度眨眼和声音传感器件
基于摩擦纳米发电技术的输出饱和效应，将摩擦纳米发电技术作为一种新原理和新方法，引入感官控制的人机交互界面，开发了一种柔性微动传感器件，针对眨眼动作，其传感灵敏度相比生物电原理高出 3 个数量级，实现了高可靠性的眨眼控制和虚拟打字等人机交互功能，为感官控制的突破性发展提供了全新的技术手段。引入人工耳蜗领域，通过对单片圆形震动薄膜的边界和微共振腔设计，实现了单通道、宽频以及定制频域响应、超高灵敏度(信号强度~V 量级)的人工耳蜗传感器件。研究成果为智能机器人听觉和残疾人助听系统的构建提供了一种经济且高性能的策略。
4、研制出三维结构化纳米阵列新型过渡金属磷化物催化电极
采用高磷化及多离子协调掺杂改性电子结构的思路，发展出真空封管高温高压固相合成法，实现了对过渡金属高磷化物的可控生长及多金属离子协调掺杂，研制出三维结构化纳米阵列新型过渡金属磷化物催化电极，有望取代贵金属铂电极，成果已转化用于新型析氢电极制造。
5、研发出高效率光电水分解制氢电极
以实现具有近红外太阳光响应的光电催化分解水制氢（PEC）为目标，围绕设计二维量子异质结窄带隙光解水制氢电池，通过晶相择优、缺陷调控、异质结构建、能带调控和构筑纳米结构实现光电转化效率的大幅提升，提出[001]择优取向生长研究思路，实现最优载流子输运晶向薄膜的高效制备，掌握高效率二维异质结太阳能产氢电池材料生长、结构设计和器件性能优化的关键技术。
