近年来，钙钛矿半导体材料的发展对光转换应用的进展产生了明显的积极影响，目前已在场发射晶体管、太阳能电池、光通讯、X射线探测、激光器等领域崭露头角。其中，钙钛矿太阳能电池以其更加清洁、便于应用、制造成本低和效率高等显著优点，迅速成为国际上科研和产业关注的热点。要实现此类器件的市场化应用需要进一步解决钙钛矿薄膜质量难以控制、缺陷态密度高以及器件迟滞效应等一系列问题。
鉴于此，中国科学院上海高等研究院杨迎国等依托上海光源XRD线站，建立了先进的有机、钙钛矿光伏薄膜和器件制备及测试系统，形成了具有同步光源特色的薄膜表面衍射分析方法和在线同步辐射原位研究装置，在钙钛矿膜层结晶调控、结晶动力学过程、界面工程等方面取得了一些具有同步辐射光源特色的研究成果。（1）高效碳量子点助力高效稳定钙钛矿太阳能电池。
基于对钙钛矿半导体薄膜结晶动力学过程、表面钝化工艺的前期研究，上海高研院博士杨迎国、研究员高兴宇与南京工业大学教授陈永华等设计了一种红色碳量子点（RCQs）掺杂低温溶液加工的半导体氧化物传输层SnO2，使SnO2的电子迁移率由9.32 × 10-4 cm2V-1s-1增加到1.73 × 10-2 cm2V-1s-1。所得迁移率是改性SnO2的电子迁移率已报道的最高值之一。
红色碳量子点掺杂的SnO2（SnO2-RCQs）为电子传输层的钙钛矿太阳能电池效率达到22.77%；这种钙钛矿太阳能电池在25℃、湿度为40–60%的条件下工作1000h后，效率为其初始效率的95%以上。（2）聚合物“缝补”钙钛矿晶粒实现高效稳定柔性太阳能电池。
溶液法制备的钙钛矿薄膜中不仅晶粒间相互左右较弱，其脆性比较明显，而且晶界间隙多，容易引起大量缺陷，造成大量载流子复合，进而大幅降低器件效率和稳定性。
针对这一典型问题，杨迎国、高兴宇等与苏州大学廖良生、王照奎课题组博士李萌、德国赫姆霍兹国家实验室Antonio Abate等合作，通过在钙钛矿前驱体溶液引入富含不饱和有机基团的富勒烯衍生物C-PCBOD，并结合紫外光进行钙钛矿晶粒的光铰联，实现了钙钛矿晶粒间的有效链接和薄膜内部缺陷的有效钝化。（3）钙钛矿半导体薄膜应用新发现：巨磁阻效应和杰出的室温自旋传输长度。
近些年，自旋电子学是最活跃的研究领域之一，不仅因为它在信息工业中有着重要的应用前景，而且也是凝聚态物理、材料科学的一个前沿方向。与它有关的一个重要发现是巨磁阻效应，法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔因分别独立发现这一效应而共同获得2007年的诺贝尔物理学奖。正是得益于这项技术，硬盘在近年来迅速变得越来越小，引发了硬盘的“大容量、小型化”革命。
用自旋电子来进行信息的调制、传输、处理与存储，具有目前传统半导体电子器件无法比拟的优势，例如运行速度更快、稳定性更高、耗能更低等诸多优势。然而，自旋电子学的应用面临着三大挑战：自旋的产生和注入、自旋的长程输运以及自旋的调控和探测。这些问题的解决将主要依赖于设计具有特定性质的百分百自旋注入的半金属铁磁材料及优异的自旋输运材料。
由于钙钛矿半导体薄膜具有杰出的室温载流子迁移速率和迁移长度（微米量级），因此这类材料极有可能具有优越的室温自旋传输能力，然而目前很少有相关报道。