2009年5月, 为适应中国科学院物理研究所发展的需要，促进基础性、战略性、前瞻性研究工作的发展，凝聚物理所清洁能源获取、储存和高效利用方面的研究力量，更好地服务于国民经济发展与国防建设，物理所决定成立中国科学院物理所清洁能源实验室。在各级领导的关怀和支持下，通过全室职工与研究生的共同努力，2010年10月实验室被批准建设“中国科学院清洁能源前沿研究重点实验室”。2011年3月，实验室被认定“新能源材料与器件北京市重点实验室”。研究领域包括：锂二次电池与燃料电池、太阳能材料及器件、III-V半导体外延材料与器件（LED）、氧化物半导体外延材料与器件。