Οι διαρκώς μεγαλύτερες παγκόσμιες ενεργειακές ανάγκες, αλλά και οι επιπτώσεις στο περιβάλλον από την χρήση ορυκτών καυσίμων, έχουν στρέψει τις ερευνητικές προσπάθειες στην αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας. Οι φωτοβολταϊκές κυψέλες, που μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική αξιοποιώντας το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο,  δείχνουν να είναι η προσφορότερη λύση στο ενεργειακό πρόβλημα.

Τα οργανικά υλικά έχουν χαμηλό κόστος και υπάρχει ευελιξία στη διαμόρφωση τους.  Την δεκαετία του 1970  , με την ανακάλυψη των      Alan  Heeger  ,   ο Alan MacDiarmid, και  Hideki Shirakawa της αγωγιμότητας συζυγιακών πολυμερών άνοιξε ο δρόμος για την αξιοποίηση οργανικών υλικών ως ημιαγωγών ή και  αγωγών. ΟΙ οργανικοί ημιαγωγοί και αγωγοί , πλέον χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές ,όπως δίοδοι εκπομπής φωτός (OLED) , βιοαισθητήρες, οργανικές μπαταρίες κ.α.  Ιδιαίτερες προσπάθειες, με πολύ καλά αποτελέσματα, έχουν γίνει για τη αξιοποίηση των οργανικών ημιαγωγών για την παρασκευή χαμηλού κόστους οργανικών φωτοβολταϊκών κυψελών. Στα συζυγιακά πολυμερή, η ηλεκτρική αγωγιμότητα αποδίδεται στην παρουσία εκτεταμένων π-δεσμών. ΟΙ οργανικοί ημιαγωγοί παρουσιάζουν μικρή ευκινησία ελεύθερων φορέων. Η κατανόηση των μηχανισμών μεταφοράς φορτίου στους οργανικούς ημιαγωγούς βοήθησε τους ερευνητές στην σχεδίαση νέων οργανικών υλικών, με βελτιωμένες ηλεκτρονιακές και οπτικές ιδιότητες.  Στους οργανικούς ημιαγωγούς η απορρόφηση φωτονίου δεν οδηγεί σε ελεύθερους φορείς φορτίου αλλά σε μια δεσμευμένη κατάσταση ηλεκτρονίου- οπής  που ονομάζεται εξιτόνιο. Κατά την λειτουργία μιας φωτοβολταϊκής κυψέλης τα παραγόμενα εξιτόνια πρέπει να διασπαστούν πριν επανασυνδυαστούν και οι ελεύθεροι φορείς που θα προκύψουν να μετακινηθούν προς τα ηλεκτρόνια. Για αποδοτικότερη διάσπαση εξιτονίων έχουν αναπτυχθεί πολλές στρατηγικές  με σπουδαιότερη τη χρησιμοποίηση μείγματος δοτών ηλεκτρονίων με αποδέκτες ηλεκτρονίων (διεσπαρμένες ετεροεπαφές,  BHJ) .

Οι ερευνητικές προσπάθειες έχουν στόχο στη ανάπτυξη νέων υλικών που να εκμεταλλεύονται μεγάλο ποσοστό του ηλιακού φάσματος , καλύτερη μορφολογία για τη αποτελεσματικότερη μεταφορά φορτίων και τέλος βελτιωμένη σταθερότητα στη παρουσία αέρα και υγρασίας , απαραίτητη προϋπόθεση για την εμπορική αξιοπόιηση των οργανικών φωτοβολταϊκών.  Διαρκώς νέες στρατηγικές χρησιμοποοιούνται  και νέες αρχιτεκτονικές χρησιμοποιούνται , όπως οι τριαδικές (ternary) κυψέλες , οι πολυστρωματιικές  (tandem) δομές , υβριδικές διατάξεις ανόργανων και οργανικών ημιαγωγών.

The continuously increasing global energy demands, along with the environmental impacts of fossil fuel consumption, have directed research efforts towards the exploitation of solar energy. Photovoltaic cells, which convert solar energy into electricity by utilizing the photoelectric effect, appear to be the most promising solution to the energy problem.

Organic materials offer low production costs and design flexibility. In the 1970s, the discovery of electrical conductivity in conjugated polymers by Alan Heeger, Alan MacDiarmid, and Hideki Shirakawa paved the way for the use of organic materials as semiconductors or even conductors. Today, organic semiconductors and conductors are employed in a wide range of applications, including organic light-emitting diodes (OLEDs), biosensors, organic batteries, and more.

Significant efforts have been made to exploit organic semiconductors for the development of low-cost organic photovoltaic (OPV) cells, with very promising results. In conjugated polymers, electrical conductivity arises from the presence of extended π-bond systems, which enable delocalization of electrons. Nevertheless, organic semiconductors generally exhibit low charge carrier mobility.

Understanding the mechanisms of charge transport in organic semiconductors has enabled researchers to design new organic materials with enhanced electronic and optical properties. In these materials, the absorption of a photon does not directly generate free charge carriers, but rather a bound electron–hole pair known as an exciton.

During the operation of a photovoltaic cell, the generated excitons must dissociate before they recombine, and the resulting free carriers must be transported to the respective electrodes. To enhance exciton dissociation, several strategies have been developed, the most prominent being the use of electron donor–acceptor blends forming bulk heterojunctions (BHJs).

Current research focuses on the development of new materials capable of harvesting a broader portion of the solar spectrum, improving morphology for more efficient charge transport, and enhancing stability under exposure to air and humidity—key prerequisites for the commercial viability of organic photovoltaics.

Ongoing progress involves novel strategies and device architectures, including ternary cells, tandem multilayer structures, and hybrid configurations combining organic and inorganic semiconductors.