新能源材料与器件综合实验是新能源材料与器件专业的专业方向核心课程，授课时间为大四秋季学期。课程内容以新能源领域国际前沿研究内容为课程内容，拟通过本课程，开拓学生思维及眼界，为解决世界能源问题提供方案设计借鉴，期许学生在未来能探索出一条清洁、有效的能源解决之路。新能源材料与器件综合实验包含锌-空电池、锂离子电容器、热电池等方向的13个综合性实验项目，共计74学时。13个实验项目全部为“选做”实验，学生累计完成48学时实验内容。
新能源材料与器件综合实验以器件设计、基础知识反演操作为主，结合新能源器件、化工器件以及相关器件在应用过程中面临的复杂工况，设计典型场景下的新能源器件测试、分析、评价方法，以实现理论知识强化、迁移的演练。新能源材料与器件综合实验均由综合实验项目构成，在教学方式上以热态实验和冷态仿真相结合的方式进行，注重课堂翻转，强调做中学。新能源材料与器件综合实验是续新能源材料科学基础，能源材料制备与分析技术，能源催化原理，电化学器件原理，太阳能电池工艺与器件等理论课程之后开设的实验课程，帮助学生更好地强化、迁移理论知识，实现学科知识集成、运用，促进创新人才的培养。
新能源材料与器件综合实验从基础化学试剂（原料）为源头，通过功能材料最终落实于器件的组装与表征，实现了基础试剂到器件在实验室的全过程展现，该过程是解决化工、新能源问题的核心、关键过程，也是学科知识集成、知识运用的重点和难点。课程负责人秉承“以学生为中心”、“做中学”的教育理念，在新能源器件组装（制备）上，以学生兴趣为牵引，开展“自选”实验项目的开放课程教学模式。课程不仅重视对学生实验室实践操作能力的培养，也注重系统、集成思维的培养，通过连续性实验设计，形成最终功能性材料或集成产品，建立产品、生产线整体观念，引导“理论知识”走出课堂，树立全局观，提高学习积极性，激发学生创新意识，培养复合型人才。
新能源材料与器件综合实验依托于新能源材料与器件专业实验室，实验室自2014年建成，总占地面积81.4平方米。实验室主要设备有加热涂敷机、导热仪、电化学分析仪等实验设备。
