Solarzellen aus organischer Photovoltaik haben gegenüber den anorganischen, auf Silizium basierenden Solarzellen, den Vorteil, dass sie günstig produziert werden können. Als organisches Material werden Kohlenwasserstoff-Verbindungen mit elektrisch leitenden Eigenschaften verwendet. Die fertigen organischen Solarmodule sind äußerst flexibel und können großflächig verlegt werden.
Organische Solarzellen bestehen aus mehreren Schichten für die Energieumwandlung und zwei Elektroden an denen die generierte Spannung abgegriffen wird. Die unterste und oberste Schicht der nur 0,2 µm dünnen Solarfolie sind transparente Elektroden aus leitenden Oxidschichten für den Stromanschluss.
Die unterste transparente Schicht besteht aus Indium-Zinnoxid ( ITO). Zwischen diesen beiden Elektroden, an denen die photovoltaische Spannung abgegriffen wird, liegen drei weitere Schichten: Zwei Ladungsschichten und Transportschichten, die die Extraktion der Ladungsträger verbessern, und dazwischen eine photoaktive Schicht aus lichtabsorbierenden Polymeren, die das absorbierte Licht in elektrische Spannungen umsetzten. Dies geschieht indem bei der Absorption eines Photons auf dem Polymer ein Elektron-Loch-Paar erzeugt wird. Die Absorption selbst findet bereits in den ersten 100 nm bis 200 nm der photoaktiven Schicht statt, wodurch die Absorptionsschicht extrem dünn gehalten werden kann.
Was die Elektroden betrifft, so ist eine der beiden Elektroden lichtdurchlässig, die andere besteht aus dünnstem Aluminium oder Silber und ist reflektierend. Das hat den Vorteil, dass das reflektierte Licht die photoaktive Schicht ein zweites Mal durchläuft und dadurch besser ausgenutzt wird. Die gesamte organische Solarzelle ist transparent und kann auch in Fenstern eingesetzt werden.
Der Wirkungsgrad von organischen Solarzellen wird durch enorme Entwicklungsanstrengungen, die sich vorwiegend in der Modifikation der Molekularstrukturen zeigen, ständig verbessert und erreichte im Jahr 2012 einen Wert von über 10 %.