新型薄膜太阳能电池   (1) 为应对未来TW级能源需求，从选取丰度高、成本低的新材料出发，开发新型低成本太阳能转换材料与电池制备工艺，通过纳米技术和发展先进表征技术研究和解决新材料面临的新问题与挑战，实现高效率低成本薄膜太阳能电池； (2) 开发基于新型钙钛矿结构有机-无机吸收层的高效率薄膜太阳能电池材料与器件。

量子点太阳能电池   针对量子点太阳能电池中的基本科学问题，从激子的高效产生、分离、载流子的高效分向输运和有效抑制载流子复合出发，通过设计与构筑新型纳米结构化的光阳极与对电极，发展高效率量子点敏化太阳能电池。

燃料电池   (1) 致力于开发新型低铂、非铂系氧还原催化剂，通过纳米结构化的设计提高催化剂的催化活性，改善催化剂的循环寿命，以期推动燃料电池的实用技术；(2) 开发基于纳米结构化材料的微生物燃料电池，提高其输出功率。