Крупный ученый в области химии и технологии керамических материалов. 

Им сформулировано и разработано новое фундаментальное направление – «Окислительное конструирование тонкостенной керамики» (ОКТК), позволившее наряду с фундаментальными вопросами, такими как кинетика и механизм формирования керамических пространственных структур, решить и ряд прикладных, в том числе создать группу современных технических изделий: керамические сотовые блоки для автомобильных каталитических конверторов с толщиной керамических стенок от 40 мк, керамические газовые фильтры с рабочей температурой до 1200-1400 °С, керамические жидкостные фильтры с заданным размером пор, керамические теплообменники и др. Приоритет защищен 13 международными патентами.

Выполнен цикл комплексных исследований полиэдрических гидридных соединений бора, позволивший не только сформулировать новые представления о пространственной ароматичности в неорганической химии, но и получить более двухсот новых соединений, часть которых в результате применения предложенной концепции малости структурных перестроек использована для получения ряда высших боридов металлов, кристаллического бора, а также карбида, карбонитрида, субнитрида и нитрида бора, и боруглеродного волокна.

Разработана технология, по которой изготовлены образцы прозрачной керамики на основе оксида иттрия, допированного р. з. э., с размером кристаллов от менее 1 мкм до 3 мкм для применения в качестве активных элементов лазеров.

На основе разработанных золь-гель и суспензионной технологий осуществлен процесс получения покрытия сотовых блоков у-оксидом алюминия с высокой удельной поверхностью (~ 150 м/г), позволивший создать производство автомобильных каталитических нейтрализаторов.

Являлся заместителем президента РАН – управляющим делами РАН.

Член Бюро Отделения химии и наук о материалах РАН, директор Учреждения Российской академии наук Института металлургии и материаловедения РАН. 

Председатель Ученого совета ИМЕТ РАН, председатель специализированного совета по защите докторский и кандидатских диссертаций при ИМЕТ РАН, главный редактор журнала «Физика и химия обработки материалов».

Под его руководством защищено 12 кандидатских диссертаций и подготовлено к защите 5 диссертационных работ.

Основные научные труды

•‎ К.А. Солнцев, В.Ю. Зуфман, Н.А. Аладьев и др. Особенности кинетики окисления титана при получении рутила окислительным конструированием тонкостенной керамики. Неорганические материалы, 2008, т. 44, № 8, с. 969-975.
•‎ Academician K.A. Solntsev, K.A. Shashkeev, and A.P. Stetsovskii. Titanium Oxidation at the Exponential Stage of Oxidative Construction of Thin-Walled Ceramics. Doklady Physical Chemistry, 2008, V. 422, P. 2, pp. 267 – 270.
•‎ Солнцев К.А., Кузнецов Н.Т. Координационная химия полиэдрических анионов BnHn2- (n=6,10,12) и их производных. Координационная химия, 1996, т.22, № 5, с.323.

Премии и награды

•‎ Государственная Премия Российской Федерации в области науки и техники за цикл работ «Химия карборанов и полиэдрических боранов», 1996 г.
•‎ Орден «За заслуги перед Отечеством» IV степени.