传统的太阳能电池通常使用各种半导体材料制成，但是它们的效率很低，特别是它们将入射太阳光转化为可用能量的速度十分缓慢。并且，大多数有机分子只能针对特定波长的光发电，如果想利用整个太阳光谱，有机太阳能电池就必须叠加许多不同的薄膜层，让每一层都对应于太阳辐射光谱的一部分。
传统的有机光伏电池是三明治结构，在玻璃基板上沿垂直方向依次沉积了透明电极、有机膜和对金属电极，有机薄膜夹在一对电极之间，所以光产生的电流是沿相对于基板表面垂直方向流动的。由于不同有机材料对阳光的反应不同，在这种传统的结构下，还要确保每个不同的有机层产生大小相同的电流，对于串联电池的制造来说是一个十分困难的挑战。
为了克服这一障碍，有研究团队设计了一种新型的太阳能电池被称为横向太阳能电池，因为其电极排列与薄膜夹层的三明治结构不同，同时其电流沿水平方向流动而不是垂直流动。
这种横向有机光伏电池有几个电极，分别沉积在有机薄膜的右侧和左侧边缘，因此有机膜中产生的电流相对于基板表面沿水平方向流动，这样就可以自由堆叠无限数量的有机层，而不不需要受到材料的限制。
横向太阳能电池结构
当然这种电池也不是完美无缺的，一般来说垂直电池的有机薄膜的厚度仅为纳米级，长度仅几毫米(有时为厘米)，电子沿垂直方向只用行进很短的距离，而这种横向电池因为结构的原因，产生的电子必须行进比垂直电池更长的距离才能到达电池的电极。而这种距离差异使得垂直电池对电子浓度以及电子迁移率等材料特性更加敏感。
由于有机薄膜的迁移率较低，电流在有机薄膜中流动的距离可能只有几百纳米，所以想更方便的制造横向太阳能电池必须开发出具有非常高迁移率的有机材料，为了改进现有的横向太阳能电池设计，该研究团队对有机材料进行了不同材料的掺杂实验，并研究了它们对电流产生的影响。研究结果表明，在最佳掺杂水平下，横向太阳能电池中光电效应产生的电流可以增加一倍。
虽然目前进行概念验证的横向太阳能电池的尺寸只有几分之一毫米，想要扩大规模并投入实践还需要做很多的工作，但是研究人员乐观的表示，允许电流在厘米级距离以上流动的高电子迁移率有机材料，10年内也许就能开发出来，届时这种新型结构的有机太阳能电池就能带来真正的改变。
最前沿的电子设计资讯
