自从1991 年Grtzel 等首次将金属钌有机配合物作为染料吸附在TiO2纳米晶多孔膜制成电池后，吸引了许多研究者的目光。染料敏化太阳能电池原理上有诸多优势：由于几乎所有染料激发态上的电子可以有效地注入到半导体导带中，减少了电子与空穴复合的机会，有利于提高光电转换效率；此外，不仅原料和制造成本低，而且所用材料对环境影响小，具有代表性的增感色素Ru 色素的毒性很低，电池的生命周期评估也较好。要把理论优势转化为实际优势，还取决于实际电池中的材料状态与理想状态的符合程度。在1 sun（即一天中最大的照射下）条件下，染料敏化太阳能电池的转换效率已经超过10%，其实用化研究开发已经开始。据2008年5 月媒体报道索尼已经开发出商业应用的染料敏化太阳能电池，效率达到10%。

染料敏化叠层太阳能电池由两个光电池组成，前面的电池吸收太阳光中的高能紫外和蓝光，利用纳米晶金属氧化物薄膜来产生电子-空穴对。波长在绿光到红光之间的光被Grtzel 敏化二氧化钛电池吸收， 这两个电池连接起来提供电压。染料敏化太阳能电池的能量转换效率主要与敏化剂吸收太阳光谱的能力有关，为了提高光谱效应，在电池的两个不同层上用不同的敏化剂染料。马廷丽、苗青青制作了一种叠层式染料敏化太阳能电池。其特征在于，顶部的太阳能电池与底部的太阳能电池的光阳极分别吸附具有相同结构或不同结构，不同光谱响应范围且有互补性质的染料；两个太阳能电池的光阳极结构为在基板上载有一层导电膜和半导体薄膜及染料，对向电极为带有导电性的基板，在两个电极之间介入电解质。这一新型叠层式染料敏化太阳能电池有光电转换效率高、价格低、制备工艺简单并且易于大规模生产的特点。解决现有太阳能电池效率低、成本高，制备工艺复杂的问题。用该发明的技术手法制造的染料敏化太阳能电池可用做太阳能发电和太阳能制氢系统。