研究领域： 有机高分子光电材料设计合成与相关应用。
一、有机/聚合物太阳能电池
近年来在有机太阳电池关键材料、器件、组件及封装等的研究上取得多项原创性成果。如下：
1) 独辟蹊径地将缺电子单元引入稠环受体中心(ACS Appl.Mater.Interfaces., 2017,9，31985-31992)，在国际上首次提出A-DAꞌD-A分子设计策略，制备了系列A-DAꞌD-A型近红外吸收的小分子受体（BZIC、 Y11、Y18等），实现了器件低能量损失。A-DAꞌD-A型受体已成为目前应用最广、性能最优的有机受体光伏材料。
2）制备高性能受体Y6，实现了单结有机太阳电池效率首次突破15%，促成现阶段有机太阳电池效率快速提升，Y6分子及其衍生物将单结电池国际权威认证效率从12.9%提升到20%以上；Y6的研究工作（Joule, 2019, 1140-1151，Cell Press 2019中国年度论文，2019年中国百篇最具影响国际学术论文）受到广泛关注，他引超过5500次，位列2019年全球发表论文引用前列。多次创造单结有机太阳电池NREL的世界记录效率，开发的受体材料已被海内外三十余家公司生产/销售。
3）揭示了材料微观性质与器件宏观参数的关系，率先证明了高效有机太阳电池体系中除低能量损失外须兼顾低能量无序度，为进一步提高有机太阳电池的光电转换效率奠定重要的分子结构基础和材料物理基础。
4）阐明了A-DA'D-A型小分子受体基光伏电池具备高短路电流密度及低能量损失的原因，阐述了小分子受体的热传导性质。
5）提出A-π-A型“准大分子”受体设计策略，设计合成准大分子QM1和QM2，在该基础上进一步设计合成了线型、多臂 和环状准大分子受体体系，构筑高效稳定有机太阳电池。
6）通过简单改变并五环稠环骨架外侧链氧位点，发展了高效低成本的近红外受体光伏材料。
7) 研发自主产权的低成本方案，实现关键材料从克级到公斤级的宏量制备。
8）发展了可放大的AZO纳米晶制备工艺，精准调控纳米晶尺寸、铝掺杂量与光学性能，攻克合成放大效应难题，为透明导电和柔性电子领域提供料与工艺支撑。
方向二、生物医学
1）采用高亮度的NIR-II聚合物实现动物活体深层组织超快速成像。
2）设计合成苯并三氮唑喹喔啉聚合物，对肿瘤进行NIR-II荧光成像，能够清晰的看到肿瘤的位置、大小和形状，对肿瘤治疗和肿瘤手术导航切除具有重要意义。
3）研究氟化作用对聚合物NIR-II荧光影响，氟原子引入使NIR-II的Pdots荧光量子产率从1%提升至3.2%，实现了对脑肿瘤小鼠脑血管的定量分析，有望为恶性脑瘤及神经退化性疾病的深入研究提供丰富信息。
4）提出疏水‑亲水双引发界面聚合的医用基材改性策略，发展PVP基互穿网络水凝胶亲水涂层制备技术，构筑厚度可控的功能界面，实现表面润湿性、生物相容性与机械稳定性协同提升。
方向三、有机/手性光电
1）聚焦螺烯类手性发光材料的创制，构建了新型双螺烯体系，有效克服了传统螺烯在可见光区域圆二色响应不足和发光波长较短的局限，实现了在可见及近红外区的高效手性光学响应。
2）采用杂原子掺杂和多重化策略，实现了发光效率与不对称因子的同步增强，解决了发光量子产率与g因子之间此消彼长的矛盾 。
3) 提出菲并咪唑N-苯基环取代策略，实现寿命达0.58秒的高效超长室温磷光。
方向四、有机无机杂化光电探测
1) 证实二维双钙钛矿可作为无铅、高性能X射线探测材料，为无铅钙钛矿探测材料研究提供了重要的材料基础与性能基准。
2)首次合成具有混合双阳离子的二维多层铅氯钙钛矿铁电体，为构建二维铅氯钙钛矿铁电体提供新路径。率先将其应用于日盲紫外偏振光探测，填补了该波段分子铁电偏振探测材料的空白。
方向五、钙钛矿太阳能电池
1）开发低成本电子提取材料，解决传统界面材料厚度敏感、稳定性差等问题，有机光伏电池效率超过20%，单结i-PSC效率超过27%；并显著提升器件在多重环境应力下的稳定性。
2）发现SAM的胶束化行为，提出共溶剂与分子骨架设计解胶束策略，提升界面有序性及稳定性，实现钙钛矿-硅叠层电池效率超过34%。
方向六、储能电池
1） 正极材料设计与多界面协同催化：通过杂原子掺杂、异质结构筑及多机制协同调控，强化多硫化物吸附与硫转化动力学，实现由“单点调控”向“多界面协同催化”升级。
2）复合功能材料修饰隔膜构筑：发展原子团簇、多组分催化及三维多孔复合材料，协同实现物理限域、化学吸附和催化转化，提升隔膜的多硫化物阻隔能力和催化稳定性。
3）COF选择性渗透隔膜调控：利用COF有序、可调孔道，通过位阻、静电屏蔽及官能团调控，实现抑制多硫化物穿梭、促进Li⁺迁移，提升锂硫电池循环性能。