从事分子基非线性光学及光电功能材料研究，提出了功能簇骨架调控优化及次级基元修饰增强光限制性能新方法，揭示了功能有机共轭基元对簇材料光学非线性调制规律，创制了多系列大倍频、宽带隙深紫外、中红外倍频晶态光学材料，开拓了氟代金属氧阴离子基中红外、氟代强电正性过渡金属阳离子基深紫外倍频晶体新方向，发展了融合共轭单元修饰并调制二维碳材料光活性的光学饱和/反饱和吸收理论，研发了系列高效非贵金属基光解水电催化剂，实现了电调控半导体能级结构提升非线性光学吸收性能，研创了多系列半导体纳米异质结电化学储能材料，被学术同行评价为“光功能材料光谱学和衍射方法实验研究代表了该领域的最高研究水平”、“创制的有机-无机共轭材料极具成为光子或光电子器件的可能，并推进了纳米尺度学术前沿”；先后主持了国家自然科学基金杰青、重点、面上、科技部国际合作重点、教育部高校引智计划和澳大利亚研究理事会、澳大利亚科技部国际合作等30多个国家、国际科研项目；至今已在J Am Chem Soc, Angew Chem Int Ed, Adv Mater等上发表SCI论文530余篇，被引用1.5万余次；获授权国家发明专利76项，其中以第一发明人获授权核心发明专利68项。