本方向围绕能源转化与存储的关键科学和技术问题，以铁电、压电、光电、光化学能量转换及锂离子电池和燃料电池等能量存储材料与器件为研究对象，系统开展新能源领域能量转换存储的物理化学机制、电池关键材料的绿色制备、能源材料结构与界面调控、光电转换材料与探测等方面的的创新性基础和应用研究。主要研究内容如下：

  1.新型铁电压电材料与器件。实现无铅铁电、压电陶瓷材料及器件制备，进行铁电隧道结理论研究、应变工程调控磁各向异性、窄禁带宽度铁电材料的设计、合成和功能研究。探索反铁电基场致应变及储能材料，高压电性能，低介电损耗无铅压电材料的合成工艺及微观机制。

  2.光电能量转换探测材料与器件。主要进行染料敏化太阳能电池、钙钛矿杂化太阳能电池微结构设计及关键材料的制备与电池性能研究，探索可替代性无铅钙钛矿电池吸光材料及光电转换效率提升机理，研究不含有毒元素的紫外、可见、红外光电探测材料及机理研究。

  3.光化学能、光热转化材料。新型高效光催化剂的制备及其在有机物降解和光解水产氢等方面的应用研究；快速响应的电阻型氧化物氢气传感器的开发及性能研究；贵金属光热转换纳米流体的研究;石墨烯宏观体材料光热转换研究。