徐集贤博士长期从事新型光电转换材料和器件的研究，特别是在新一代太阳能单结和叠层技术领域取得了具有一定国际影响力的成果。例如，提出了PIC（porous insulator contact，多孔绝缘接触）器件新结构方案，突破了长期存在的“钝化-传输”矛盾问题（Science, 2023）；基于p-i-n反式结构，实现了稳态认证效率26.1%、26.7%，多次打破钙钛矿电池世界纪录，登上国际权威的光伏效率纪录榜《NREL Best-Research Cell Efficiencies Chart 》和 《Solar Cell Efficiency Tables》 ；率先实现了效率>27%的晶硅-钙钛矿叠层太阳电池，证实了叠层电池超越晶硅极限的可行性（Science, 2020）, 得到业界广泛认可和报道；实现了红外量子点太阳能光伏转换效率的世界纪录，并登上权威纪录排行表NREL Chart。当前，主要从事高效的硅基-钙钛矿叠层电池的研究，突破硅电池长期以来存在的效率限制。近五年内，徐集贤博士以第一作者/通讯作者身份在Science, Nature Nanotechnology，Joule等学术期刊上发表多篇研究性论文，获得腾讯基金会科学探索奖。

新型光活性材料（如钙钛矿、量子点等）的开发和器件应用 功能氧化物（电荷传输层、透明电极等）的开发和器件应用 材料微观结构的表征和调控；材料中超快的光物理过程研究 材料的第一性原理计算仿真；器件的光学设计和光电仿真 高效器件（单结或多结）的开发和制备

W. Peng#, K. Mao#, ...M. D. McGehee, J. Xu*, Reducing nonradiative recombination in perovskite solar cells with a porous insulator contact. Science. 379, 683–690 (2023). Z. Zhu#, K. Mao#, K. Zhang#, ...,H. Lin, Q. Chen, X. Wu, J. Xu*, Correlating the perovskite/polymer multi-mode reactions with deep-level traps in perovskite solar cells. Joule. 6, 2849–2868 (2022). J. Xu*#, C. C. Boyd#, Z. J. Yu, A. F. Palmstrom, …M. D. McGehee*, Triple-halide wide–band gap perovskites with suppressed phase segregation for efficient tandems. Science. 367, 1097–1104 (2020). J. Xu, O. Voznyy, M. Liu, A. R. Kirmani, G. Walters, … E. H. Sargent, 2D matrix engineering for homogeneous quantum dot coupling in photovoltaic solids. Nature Nanotechnology. 13, 456–462 (2018). 红外量子点光伏效率世界纪录, NREL Research Cell Record Efficiency收录 https://www.nrel.gov/pv/assets/images/efficiency-chart.png J. Xu, A. Buin, A. H. Ip, W. Li, O. Voznyy, R. Comin, M. Yuan, S. Jeon, Z. Ning, … E. H. Sargent, Perovskite–fullerene hybrid materials suppress hysteresis in planar diodes. Nature Communications. 6, 7081 (2015) 收录进Nature特别专辑 “Perovskites for Optoelectronics”. (http://www.nature.com/collections/fnnxcznnbb/photovoltaics) J. Xu, O. Voznyy, R. Comin, X. Gong, G. Walters, M. Liu, P. Kanjanaboos, X. Lan, E. H. Sargent, Crosslinked Remote-Doped Hole-Extracting Contacts Enhance Stability under Accelerated Lifetime Testing in Perovskite Solar Cells. Advanced Materials. 28, 2807–2815 (2016).