中國科學院光伏與節能材料重點實驗室前身為中國科學院新型薄膜太陽電池重點實驗室。2008年12月院基礎局正式批覆成立中國科學院新型薄膜太陽電池重點實驗室。以中國科學院電漿物理研究所太陽能材料與工程研究室為主體，結合了中國科學院安徽光機所和固體物理所等相關優勢資源。實驗室以薄膜太陽電池研究為出發點，旨在結合國家中長期能源發展戰略，瞄準國際太陽電池發展的前沿課題，解決新型薄膜太陽電池大面積材料製備和器件製作中的關鍵科學和技術問題，使其真正實現產業化。2016年在原中國科學院新型薄膜太陽電池重點實驗室的基礎上，把高效熱管理材料和極端條件下材料物理研究的前沿納入、充實到實驗室的研究內容中，拓展原有的學科領域。2016年11月召開學術委員會，提出更名。2017年6月實驗室參加了中國科學院基礎局組織的五年一度的評估，評估結果為B類。2017年重點實驗室正式更名為中國科學院光伏與節能材料重點實驗室，並確立了以材料物理及化學學科為基礎，緊扣國家對能源，環境等領域新材料的重大需求，開展新型薄膜光伏材料、高效熱管理材料以及極端環境下材料物理的基礎和套用基礎研究。同時，在能源材料及其套用技術等方向進行拓展，力爭突破從基礎研究到產業化各環節的關鍵科學和技術問題，形成具有鮮明特色的學術平台和研究基地。
中國科學院光伏與節能材料重點實驗室確立了以材料物理及化學學科為基礎，緊扣國家對能源， 環境等領域新材料的重大需求，開展新型薄膜光伏材料、高效熱管理材料以及極端環境下材料物理的基礎和套用基礎研究。 同時， 在能源材料及其套用技術等方向進行拓展， 力爭突破從基礎研究到產業化各環節的關鍵科學和技術問題， 形成具有鮮明特色的學術平台和研究基地。 主要研究方向包括新型薄膜光伏材料、 高效熱管理材料和極端環境下材料物理。三個研究方向的設立相對獨立，又互相關聯。 方向一主要研究內容為開發新型清潔能源的利用方法。 方向二主要研究內容為探索節約能源的新途徑。 從“開源” 和 “節流”兩個方面探索能源的高效利用方式， 力圖為我國能源清潔高效利用做出貢獻。 方向三則更關注與能源材料的基礎物性研究，探索材料和性能的內在關聯， 為上述兩個方向的研究提供基礎理論支持。三個方向學科交叉，優勢互補，相互促進，協同發展，形成理論——材料——器件的全鏈條研究模式。
