有機フォトダイオードは、有機半導体材料を電極で挟み込んだサンドイッチ構造のダイオードで、電子供与性（ドナー型）、電子受容性（アクセプター型）の2種の有機分子を含んでいる。それらの分子が光を吸収して励起されると、ドナー - アクセプター分子界面に励起状態が移動して電荷分離が誘起される。その後、生成したホールと電子がそれぞれの電極に捕集されて電流が発生する。