Органический солнечный элемент - это подвид фотоэлектрических солнечных элементов в производстве которых применяются органические материалы. Органическая фотоэлектроника (Organic Photovoltaic, OPV) представляет современную технологию производства фотоэлектронных устройств, преобразующих солнечный свет в электрическую энергию. Типовой OPV-прибор представляет собой многослойную структуру из нескольких фотоактивных материалов, помещенных между двумя электродами.
OPV-ячейка абсорбирует солнечный свет в фотоактивных слоях, которые составлены из донорных и акцепторных полупроводниковых органических материалов. Донорный материалы отдает электроны и переносит дырки, а акцепторный материал, напротив, отдает дырки и переносит электроны. Как показано на рисунке 2, эти фотоактивные материалы собирают фотоны из солнечного света для формирования экситонов, в которых электроны переходят с валентной зоны в зону проводимости (поглощение света - light absorption). Вследствие градиента концентрации, экситоны диффундируют в границу раздела донора и акцептора (диффузия экситонов - exciton diffusion) и разделяются на свободные дырки (позитивно заряженные носители) и электроны (негативно заряженные носители) в процессе разделения зарядов (Charge Extraction).
Рисунок 1. Структура органического солнечного фотоэлемента
Рисунок 2. Функциональный механизм двухслойного органического фотоэлемента
Перовскитные солнечные элементы
Одной из относительно новых многообещающих разработок в области органических солнечных элементов являются перовскитные солнечные элементы (Perovskite Solar Cells, PSC). Перовскитный элемент содержит перовскитный структурированный компаунд, чаще всего гибридный органо-неорганический материал на базе галогенидов свинца или олова, который применяется в качестве активного светопоглощающего 
слоя. Преимущества PSC в целом аналогичны преимущества органических полупроводников. Более того, за посление несколько лет, разработки перовскитных материалов сильно продвинулись вперед в части повышения характеристик светопоглощаемости, увеличения длины диффузии и повышения времени жизни неосновных носителей, что повысило общую эффективность изделий на основе перовскитов до 23% и выше и открыло путь для реализации экономичной производственно-масштабируемой технологии. Однако, до момента коммерциализации PSC должно пройти еще определенное время, в частности, необходимо решить проблемы качества пленок и получаемых толщин, сложности вследствие токсичности перовскитных материалов, вопросы быстрой деградации под действием температур, влаги и т.д.
Рисунок 3. Структура перовскитного солнечного элемента.
OPV
Органические солнечные фотоэлементы предназначены для питания маломощных потребителей. Вследствие широкого диапазона доступных для производства цветных или прозрачных OPV-устройств материалов, эта технология привлекает, в частности, интеграторов внутридомовой фотоэлектроники. Недавно, органические фотоэлементы достигли эффективности 15%, однако на пути к достижению долгосрочной надежности все еще остаются значительные барьеры.
Низкая эффективность OPV-ячеек является следствием малых значений длины диффузии и низкой мобильности носителей, в отличие от неорганических фотоустройств. Для преодоления этих барьеров, современные исследования сконцентрированы на повышение характеристик светопоглощающего материала и на разработке архитектур с множественными p-n переходами. Улучшенная технология инкапсуляции и применение в новых разработках альтернативных материалов для формирования контактов позволило увеличить время жизни органических солнечных элементов до показателей, сравнимых с показателями промышленных образцов.
