本方向主要从事光光电传感器件、半导体光电材料等方面的研究工作。以半导体材料和工艺为基础，开展多参量集成传感器、光电转化材料等研究，应用于气象要素监测、太阳能电池、大气污染物控制等领域。
拥有江苏省大气环境监测与污染控制高技术重点实验室、江苏省大气环境与装备技术协同创新中心等平台，获环保部科学技术奖二等奖及三等奖、江苏省教育教学与研究成果（研究类）三等奖、江苏省复合材料学会青年科技奖各1项。
本方向代表导师：苏静、郑改革、赖敏、李庆芳、杨翠红、谢爱根、王俊锋、杨明珠。
1、新型钙钛矿型光电材料及其光电探测器：
采用溶液生长法，优化工艺获得多种有机-无机、全无机钙钛矿和双钙钛矿型单晶，获得重要的基础性能参数，结合第一性原理，研究其在光伏、光电探测、发光等领域的应用前景；在此基础上制备基于二维钙钛矿材料的光电器件，其中基于二维钙钛矿单晶薄膜的平面光电探测器，其光电性能优于块体和多晶薄膜、综合性能优于二维材料石墨烯和二硫化钼光电探测器。
钙钛矿单晶样品和基于二维钙钛矿材料的光电探测器
2、基于功能薄膜的光学环境参数（湿度、气体等）传感器：
通过化学/电化学方法对传感部分进行修饰，调控其物理和化学性质，并基于光强度、相位等参数的调制，实现湿度、气体等环境参数的测量，以期获得具有电绝缘性能好、抗电磁干扰能力强、体积小、重量轻、易集成、灵敏度高等优点的光电传感器，并最终构建仪器。
基于功能薄膜的光学环境参数（湿度、气体等）传感器
3、基于石墨烯的一维堆栈式光栅吸收器：
围绕半导体低维结构（石墨烯、二氧化钛、黑磷烯、等二维薄膜）中表现出的奇异的、可调制的光电特性及应用展开研究。设计多样化的介质结构，探索电磁波与半导体低维结构的相互作用机理，包括光吸收、光散射、光传输、等。如：采用石墨烯-光栅混合结构和单层导模谐振实现可控光吸收；采用波导耦合、布拉格光栅、功能薄膜等光学结构，大幅度提高光电传感器件性能；在石墨烯中激发模电、模磁模式的表面等离子体，用于介质折射率的传感器件中和增强光吸收器件中，等。
