太阳能电池可以将太阳光能直接转换成电能，是人类利用太阳能的最佳方式之一。通过太阳能电池发电是解决化石能源危机和环境污染问题的最佳途径和最佳选择。到目前为止，人们已经研发了各种太阳能电池，包括硅基和非硅基半导体光伏电池，染料敏化太阳能电池，量子点敏化太阳能电池，有机薄膜太阳能电池，钙钛矿型太阳能电池等，但能大规模商业化应用的只有晶体硅光伏电池，即单晶硅和多晶硅电池。单晶硅光伏电池的工业转换效率约在21%左右(实验室值约为26.7 %)，多晶硅则更低，约在17%左右。其他太阳能电池不是受资源制约，就是光电转换效率比较低。因此，提高太阳能电池的光电转换效率是太阳能电池研究的前沿热点，焦点在于光电转换材料。
本研究方向旨在解决目前太阳能电池光电转换效率比较低的问题。通过在纳米尺度上调控半导体材料表面的结构、形貌和体相结构，提高材料对光的最大采集和吸收，降低光生电子和空穴复合的几率，实现光电转换效率的提高。因此，本方向的研究内容主要包括半导体纳米材料的制备、表征、光电性能测试、器件的组装及性能评估。