在国家“双碳”战略实施过程中，金属卤化物钙钛矿由于兼具无机和有机材料在光学特性、电学特性、机械可塑、溶液加工、低温处理等方面的优势被视为非常重要的新能源材料。经过10余年的发展，典型的三维（3D）钙钛矿太阳能电池效率已经突破了26%，达到了可商业化水平。然而，由于3D体系的形成能通常较低，其不稳定性成为制约实际应用的“瓶颈”。

针对这一关键科学问题，从钙钛矿晶体结构设计出发，配合精准的结晶控制方法，实现了3D、2D-3D异质结、2D三种纯相体系的可控制备，显著提升了钙钛矿材料和器件的性能和稳定性，并通过超快载流子动力学研究阐明了其内在提升机制。成果总结如下：（1）设计并构建了分子掺杂和修饰的纯相3D钙钛矿结构，揭示了分子构型对薄膜维度和器件性能的影响规律 [代表性成果：Adv. Mater. 2024, 36, 2400105; Adv. Mater. 2023, 35, 2300383; Nano Energy 2024, 122, 109339; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202413105]；（2）提出并开发了新型的2D-3D钙钛矿体系，在提升光电器件稳定性的同时实现了超快的激子传输 [代表性成果：Nat. Rev. Mater. 2023, 8, 533; Adv. Mater. 2019, 31, 1901966; ACS Nano 2020, 14, 11420; Nano Energy 2019, 65, 104050]；（3）通过精确调控分子间相互作用，实现了纯相2D薄膜的可控制备，获得了4000 h稳定性和高效的光电和电光转换性能 [代表性成果：Nat. Energy 2021, 6, 38; Adv. Mater. 2018, 30, 1805323; Adv. Mater. 2024, 36, 202410408; Sci. Bull. 2024, 69, 382]。

基于以上研究，共发表学术论文100余篇，包括一作/通讯的Nat. Energy 1篇、Nat. Rev. Mater. 1篇、Adv. Mater. 6篇、Sci. Bull. 3篇、Angew. Chem. Int. Ed. 1篇、ACS Nano 1篇、Adv. Funct. Mater. 3篇、Adv. Sci. 1篇、Nano Energy 5篇等40余篇，他引4000余次。其中Nat. Energy文章入选2021年“中国百篇最具影响国际学术论文”并被中国科学报专题报道，相关工作入选2021年度“中国高等学校十大科技进展”，并获2022年澳门科学技术奖励自然科学二等奖（第三完成人），2023年西安市青年托举人才和2024年陕西省高层次青年引进人才。主持国家级项目2项，省部级和横向项目5项，担任Carbon Energy、eScience、Energy Environ. Mater.、Natl. Sci. Open 四个学术期刊青年编委，Adv. Mater.等多个国际著名期刊审稿人，并在本领域国际顶级学术会议做口头和邀请报告20余次。