1) 半导体光电功能材料：包括第一代半导体体材料硅和锗，第二代半导体材料砷化镓、磷化铟等，第三代宽带隙半导体材料氮化镓、碳化硅，第四代超宽禁带半导体材料氮化铝、半导体金刚石、氧化镓、立方氮化硼、氧化锌以及其它新型化合物半导体材料等。

2) 微纳结构硅太阳能电池：包括基于微纳结构硅材料陷光结构的太阳电池，具体包括微纳结构尺度分布设计、陷光性能优化、光子捕获与载流子复合平衡、表面钝化层改进以及与器件结构相结合的综合考虑及大面积电池效率提升等关键技术等。

3) 光电化学：包括染料敏化太阳能电池、光解水电极及体系构建、光电化学催化剂的合成及应用等。

4) 半导体自旋电子学：包括半导体磁性材料、自旋耦合材料制备和自旋相关效应； 半导体中自旋注入、输运、探测和调控；自旋霍尔效应和自旋轨道矩效应；磁隧道结及磁随机存储器等。

5) 新型二维材料与器件：包括新型二维材料的先进制备和表征技术；新型光电子和微电子器件；电子输运特性和新奇量子现象；声子动力学和拉曼光谱；非线性和超快光学现象等。

6) 大功率激光材料器件及其应用：包括激光晶体，非线性光学晶体，光纤激光材料及单元器件，大功率半导体激光器泵源材料；千瓦级光纤耦合半导体激光器和固体激光器、大功率光纤激光器、大功率皮秒、飞秒及阿秒激光器；激光焊接、表面淬火、熔覆及3D打印等工艺。

7) 集成光电子器件与通信系统：包括半导体激光器，硅基光电子器件及集成技术，混合光子集成技术，光子集成收发芯片，光交换、光互联、光子信息处理，骨干网、城域网和接入网通信系统等。

8) 微波光子学：包括微波光子信号产生、处理和测量，微波光子雷达，集成微波光子器件，光子模数转换，光载无线通信系统，光子模拟信号处理和微波光子技术的创新性应用等。