谭海仁教授长期致力于新型太阳能电池的基础与应用研究，在新型硅基太阳能电池、钙钛矿太阳能电池和叠层太阳能电池等领域积累了丰富的研究经历。2018年回国到南京大学工作以后，围绕全钙钛矿叠层太阳能电池这一新兴的国际前沿领域开展深入系统研究。从窄带隙钙钛矿底电池和宽带隙钙钛矿顶电池两个核心要素出发进行系统研究，提出降低窄带隙钙钛矿半导体薄膜缺陷态密度的新方法，克服限制全钙钛矿叠层电池效率的核心瓶颈【Nat. Energy 2019】；发展局域静电屏蔽新技术和界面载流子输运调控新方法，降低宽带隙钙钛矿电池的体复合和界面复合【Nat. Commun. 2018; Science 2017】；创新叠层电池器件结构及制备方法，实现世界记录效率的全钙钛矿叠层电池及高效率大面积叠层器件的制备新技术【Nat. Energy 2020】，成为我国叠层电池成果首次被国际权威的《Solar cell efficiency tables》收录，成果入选“2020年度中国半导体十大研究进展”、“2020年度中国光学十大进展”。 最近，通过再次创新隧穿结结构和制备方法，并揭示窄带隙钙钛矿薄膜的缺陷钝化新机制，进一步将全钙钛矿叠层电池的第三方认证稳态效率提高到26.4%（日本JET测试），高于目前钙钛矿单结电池的世界记录效率25.5%。受邀在美国材料学会年会（MRS）、亚洲光伏会议等国内外学术会议上做邀请报告20余次，以分会共主席身份组织美国光学学会和中国光学工程学会等学术会议。