張清傑教授同日本科學家新野正之合作，提出了將基於高效熱電材料的太陽能熱電轉換技術與基於光伏電池材料的太陽能光電轉換技術進行集成復合的太陽能熱電—光電復合發電技術的新的科學構想，得到我國NSFC和日本JST重大國際合作研究項目的支持，研制出了具有中日雙方各50%知識產權的國際上第壹臺太陽能熱電—光電復合發電的實驗系統並試驗成功，開辟了太陽能全光譜（200～3000nm）直接高效發電技術的新途徑。在此基礎上，根據太陽能高效熱電—光電復合發電技術、工業余熱高效發電技術和微小溫差發電技術的發展對高效熱電材料提出的重大需求，同團隊成員合作，提出了通過研究在不同尺度下（原子—分子、納米—介觀和亞微觀尺度）熱電材料的電熱協同輸運規律，特別是低維結構和復合結構中的新的物理效應對電熱輸運過程的影響規律，研究熱電材料微結構的形成規律與控制原理及熱電材料的集成制備新技術，大幅度提高熱電材料性能和發展新的熱電材料體系的科學思想，這壹科學思想得到了國家重大基礎研究計劃（973計劃）的支持。作為首席科學家組織的“高效熱電轉換材料及器件的基礎研究”2006年獲得國家重大基礎研究計劃（973計劃）的支持。
在高性能熱電材料的制備新方法、新技術和新材料體系的研究方面，同團隊成員合作，提出並建立了非平衡狀態下納米晶熱電材料制備新方法、應力誘導低維結構熱電材料制備新方法、交叉***沈澱結合放電等離子體快速致密化制備納米晶熱電材料的新方法以及它們的集成制備技術；利用新的制備方法和技術，研制的P型和n型填充式CoSb3熱電材料的最大性能優值ZT分別達到1.2（800K）和1.25（850K），P型Bi2Te3系熱電材料的最大性能優值ZT達到1.35（300K），是目前國際上報道的這些體系的最好數據。相關研究在APL、JAP等重要國際學術刊物上發表了壹系列高水平的學術論文（如APL90, 2007； APL89, 2006； APL87, 2005； JAP100, 2006； JAP97, 2005等）。
張清傑教授獲湖北省自然科學壹等獎1項、技術發明壹等獎1項和科技進步壹等獎1項、自然科學二等獎1項。在Applied Physics Letters (APL)、Journal of Applied Physics (JAP)、Chinese Science Bulletion、Acta Physica Sinica等國際國內學術刊物上發表SCI論文64篇，被SCI和EI等著名檢索工具收錄和引用20余篇次，編著並出版學術著作1部。