Das Wachstum in der Solarbranche wird derzeit unter anderem dadurch gebremst, dass die Herstellung von Silizium-basierten Solarmodulen recht teuer und energieaufwendig ist. Eine Alternative wären hier deutlich preisgünstigere Solar- und Photozellen aus organischen Materialien, die den Bau neuartiger Displays, Solarplanen und Solarfenster erlauben würden.  Zur Zeit existieren eine Reihe von Projekten, in denen es darum geht, neue Materialien, Produktionsverfahren und Installationstechnologien in diesem Bereich zu erforschen. Das Helmholtz-Zentrum Berlin, ehemals Hahn-Meitner-Institut, befasst sich bereits seit dem Jahr 2001 mit dem Thema.

Organische Solarzellen gelten als gute Lichtabsorber, haben jedoch den Nachteil, dass sie schlechte Stromleiter sind. Sie bestehen nicht aus klassischen Halbleitermaterialien, sondern aus Farbstoffen und anderen Kohlenstoffverbindungen – aufgebracht auf einem Trägermaterial wie Glas oder Folien. Diese Materialien lassen sich in Massenproduktion herstellen und man braucht nur wenige Gramm, um mehrere Quadratmeter einer Folie zu beschichten. Materialkosten spielen demnach keine Rolle. Die abgeschiedenen Schichten sind nur wenige Nanometer dick und damit um ein Vielfaches dünner als die bisher gängigen Dünnschichtsolarzellen auf Basis anorganischer Materialien (CIS-Zellen).

Dieses Potenzial hat das Helmholtz-Zentrum Berlin, ehemals Hahn-Meitner-Institut, schon relativ früh erkannt. Bereits 2001 entstanden im Zuge des BMBF-Verbundprojektes „Organische Solarzellen“ die ersten funktionstüchtigen Zellen. Anhand dieser Machbarkeitsstudie, an der neben dem Helmholtz-Zentrum auch das Fraunhofer Institut für Solare Energie (ISE) in Freiburg beteiligt gewesen ist, wollten die Wissenschaftler herausfinden, ob sich eine Verstärkung der Aktivitäten auf diesem Gebiet rentieren würde. Zwischen 2003 und 2007 erarbeiteten die Berliner anschließend innerhalb des Projektes „Organische Solarzellen mit OVPD“ (Organic Vapor Phase Deposition) ein neuartiges Beschichtungsverfahren, durch das es möglich ist, einen größeren Durchsatz bei der Herstellung von organischen Solarzellen zu erzielen. Während in der organischen Photovoltaik die Licht absorbierenden Schichten üblicherweise aus einer Lösung durch Tauchen, Sprühen oder Rotationsbeschichtung aufgebracht werden, ist es den Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrums gelungen, die Stoffe mit Hilfe eines Trägergases zur Substrat-Oberfläche zu transportieren, wo sie schnell abgeschieden werden. Außerdem konnten die Forscher auch die Verschaltungen in den Produktionsprozess integrieren und dafür sorgen, dass aufwendige Kontaktierungen überflüssig werden. Dies reduziert die Fertigungskosten erheblich. Auf diese Weise entstand ein funktionsfähiges Minimodul mit einer Fläche von etwa 25 cm². Das zugrunde liegende Solarzellenkonzept aus einer Fulleren- Phthalozyanin-Mischung erreicht zur Zeit einen Wirkungsgrad von 3 Prozent.

Derzeit steht die Forschung in Sachen „organische Solarzellen“ noch vor zwei gravierenden Problemen. Zum einen gilt es, die Lebensdauer der Zellen von gegenwärtig etwa wenigen Monaten auf drei Jahre zu erhöhen. Eine weitere Herausforderung besteht darin, den Wirkungsgrad auf mindestens 8 Prozent zu steigern. Das Ziel einer Wirkungsgradsteigerung verfolgen die Forscher des Helmholtz-Zentrums in ihrem Projekt „Selbstorganisation in organischen Hybridsolarzellen“, das mit einer Laufzeit von dreieinhalb Jahren noch in diesem Jahr starten soll. Es ist eines von insgesamt 15  Projekten, die im Rahmen der vom Bundesministerium für Forschung und Bildung (BMBF) in Kooperation mit der Industrie im vergangenen Jahr ins Leben gerufenen Initiative „Organische Photovoltaik“  mit insgesamt 360  Millionen Euro gefördert werden. Dabei geht es den Berliner Wissenschaftlern darum, mit Hilfe nanotechnologischer Methoden eine Wirkungsgradsteigerung der Zellen zu erzielen.
Als mögliche Einsatzgebiete von organischen Solarzellen kommen gegenwärtig Displays von Handys, Glasfassaden, Zeltdächer und Solarfenster in Frage.