Органическая наноэлектроника – очень быстро развивающаяся в настоящее время область. Она имеет дело с приборами, в которых полупроводник является органическим материалом, т.е. состоит в основном углерода, азота, водорода и кислорода. Использование органических материалов в солнечной энергетике позволить существенно снизить стоимость солнечных батарей. Основной материал солнечных батарей – кремний – достаточно дорогой материал. Использование органики позволит снизить их стоимость примерно в 4 раза. Стремительно растет КПД органических солнечных батарей. В 2007 году он достиг значения 6,5%.

На настоящий момент лучшие значения подвижности носителей заряда в органических материалах уже сопоставимы с подвижностями в a-Si. Принцип работы органической солнечной батареи показан на рис. 1, а наиболее эффективные донорные и акцепторные материалы в органических солнечных батареях с объемным гетеропереходом — на рис .2.

Рисунок 1. Принцип действия органической солнечной батареи

Рисунок 2. Наиболее эффективные донорные и акцепторные материалы в органических солнечных батареях с объемным гетеропереходом.

Солнечные элементы, созданные на базе органических красителей, позволяют достигнуть КПД - 9%. Принцип их работы заключается в поглощении фотонов недорогой тонкопленочной структурой, содержащей молекулы красителя, закрепленные в слое оксида титана, нанесенном на стеклянную или пластмассовую подложку. Поглощение фотона приводит к возбуждению молекулы красителя, из которой высвобождаются электроны. Затем они попадают в слой оксида титана, по которому передаются к отрицательному выводу элемента.

Было рассмотрено два варианта увеличения полезной площади элемента. В одном фоточувствительный слой наносили на поверхность наночастиц, в другом – на поверхность нанотрубок. Использование наночастиц увеличивает площадь, но затрудняет движение электронов. Нанотрубки лишены этого недостатка, но не так заметно увеличивают полезную площадь. Объединив эти две методики - смешав наночастицы и нанотрубки – можно достичь высокой эффективности фотоэлементов.