有機太陽能電池通常由兩種材料制成：供體和受體，這有助于有效的電荷分離。對于受體，最常用的分子是藍色吸附性富勒烯中的一個。這使得供體材料的吸收光譜可以覆蓋盡可能多的太陽光光譜。但大多數有機半導體只有一個小的光學帶寬。因此，基于這種材料的太陽能電池只捕捉到太陽光譜的一小部分。

這個問題可以通過設計一個適當的堆疊或串聯組態來克服，調整一些有機材料，使得各自吸收光譜的單獨一部分，從而增加了整個裝置的效率。使用高頻帶間隙的半導體材料吸收短波輻射，波長較長的部分傳送到后續的半導體。

在這種背景下，研究人員對多結太陽能電池的發展寄予厚望，希望能大幅度超越單結有機光伏電池的性能。

從理論上講，隨著結的數目無限增加，太陽能電池可以得到的最大功率轉換效率（PCE）為高度集中陽光的近87%。我們面臨的挑戰是開發可以實現大范圍帶隙和以高結晶質量增長的半導體材料系統。

新研究出自加州大學洛杉磯分校（UCLA）的YangYang實驗室，有機串聯太陽能電池研究的領先實驗室之一。該實驗室提出了一種高效的設計即三結有機串聯太陽能電池具有一個配置帶隙能量設計以最大化串聯輸出光電流。

在2014年7月14日先進材料在線版（“一種高效三結聚合物太陽能電池具有功率轉換效率超過11%”）中報道了這項研究中創新的關鍵，這是一種有機材料的演示，能夠模擬III-V基太陽能電池中創紀錄效率的三結結構。

以工業標準的GalnP/GalnAs/鍺技術構造的III-V基太陽能電池已經達到了所有太陽能電池的最高能量轉換效率，超過當前記錄40%。

“在III-V基多結太陽能電池中，用于高電流輸出三結電池的最優排列設有一個寬帶隙吸收器（2.0-1.85eV），一個中帶隙吸收器（1.4-1.2eV），并且以低帶隙吸收器（1.0-0.7eV）。”ChunchaoChen，Yang的實驗室的一個學生，也是論文的第一作者，解釋說：“然而，這個最佳的設計規則不能直接應用在有機太陽能電池中，因為缺乏具有帶隙低至1eV的有效供體材料。因此，我們開始為三結著手確定與實際相結合的帶隙能量以建立一個高效的有機串聯太陽能電池結構。”

團隊相信，他們從設計串聯太陽能電池中所獲得的經驗和知識可以被轉移到其他光伏技術——例如混合太陽能電池；鈣鈦礦太陽能電池；CIGS太陽能電池。例如去年，他們已經證明串聯結構可以與現有的半透明太陽能電池的設計相結合，可導致效率提高一倍。