研究院主要有四大研究方向：

1.        有机光电材料与器件

有机光电材料与器件在相关先进功能材料的基础研究与制造、信息功能器件的研发与产业化方面取得了巨大进展，但在新功能及应用方面，还远未达到人们的预期。

研究院在有机光电材料与器件方向未来的主要研究内容包括：（1）借鉴最新发展的合成技术的最新发展，探索有机光电材料新的制备方法，实现有机光电材料的规模制造；（2）系统阐明有机材料结构与性能的关系，建立调控有机光电材料性能的有效方法，为设计高性能有机光电材料提供指导；（3）探索提高有机电子器件性能的新机制，提升有机光电器件的性能和稳定性，为实现多种有机器件集成提供保障；（4）建立大面积高质量有机薄膜器件的新方法、新工艺技术；发展全溶液加工制备有机电子器件的完整工艺技术，尤其是柔性电子器件，实现有机电子器件的低成本制造；（5）开发多功能有机电子集成器件的新技术与新方法。

2.        纳米光电材料与器件

纳米光电材料是当前纳米电子学领域的新兴方向，其研究对于推动我国科学技术与经济发展具有重要意义。目前，研究人员在纳米光电材料研究的前期基础上，进一步致力于单电子器件的加工与性能研究并取得了突破性进展，但在宏量制备、高重复性方面有待进一步提高，特别是在纳米电子集成化、柔性化方面亟待攻关。

研究院在纳米光电材料与器件方向的主要研究内容包括：（1）发展高稳定性并且可规模制备的微纳加工技术，包括以功能为导向的纳米材料的宏量制备与有序组装，以及纳米器件的大面积构筑；（2）发展纳米电子器件的智能化、集成化和互联技术，特别是发展具有柔性可延展性的集成互联技术；（3）探索纳米尺度下材料，特别是低维纳米材料与器件的量子自旋、电子隧穿、非弹性散射效应等现象，推动纳米电子的理论创新，制备具有高性能、多物理量处理能力的新型电子器件。

3.        生物电子材料与器件

生物电子是作为由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的高新技术，一般围绕研究生物体自身的电子学问题或通过电子信息科技解决生物学问题。近年来将柔性电子子技术应用到生命、健康领域的研发也引起了学术界与产业界的高度关注，是研究所的主要研究方向之一。

研究院在生物电子材料与器件方向的主要研究内容包括：（（1）研发系列适用于生物电子器件的有机小分子、高分子、无机纳米粒子等材料，探索调控其化学、电学、光学、电化学等性质的有效途径；（2）开发可穿戴、贴附，或植入生物体内的原型电子器件，探索其对生物体各种生理特征的实时监测并提高器件生物兼容性；从确定疾病的特异性小分子、生物分子等标记物出发，结合可植入器件构建细胞与活体水平的示踪、检测等共性方法，从而开发具有高灵敏度、高选择性和快速响应特性的疾病诊断技术；（3）最终以细胞、动物为模型，研究疾病的发病机制、开发如光动力治疗等先进治疗方法。

4.        先进能源材料与器件

中国的能源结构长期以煤炭为主。当前，能源需求随着经济发展而水涨船高，以太阳能为代表的新能源迅速发展，但总体比例还处在可以忽略不计的阶段。传统煤炭为主的能源结构对环境造成了极大负担，雾霾等问题日益严重，且化石能源终将枯竭，发展以太阳能为主的绿色新能源，实现能源结构优化迫在眉睫。

研究院在先进能源材料与器件方向的主要研究内容包括：（1）从原子、分子水平上揭示太阳能转换材料基本物性以及构效关系，探索低成本电池中光生载流子传输机理以及限制各种太阳能转换效率的因素；（2）建立大面积柔性薄膜太阳电池的新方法、新工艺，实现柔性太阳电池的低成本制造；（3）探索提高柔性太阳电池稳定性的新方法，改善柔性电池材料稳定性；（4）将柔性构建的思路与基于纳米材料的锂离子电池相结合，获得高比能、长寿命、优良柔韧性的锂离子电池；（5）探索石墨烯在动力锂电池中的应用，并打造石墨烯-动力锂电池产业链条，抢占技术制高点，融入并引领国家新能源产业链雄伟蓝图。