染料敏化太陽能電池(Dye Sensitized Solar Cell，簡稱DSSC) 或稱染料增感型太陽能電池，是第三代的奈米薄膜太陽電池，優點在於原料成本低、製程容易與簡單的製程設備，為所有太陽能電池中製作成本最低者，僅約傳統矽基材太陽電池成本的1/5∼1/10。
DSSC因其材料便宜、可在低溫、簡單的製程製作，且具備可撓性、多彩性與可透光性等特性，應用範圍廣泛。其擁有半透明特性，因此適合建材化作為建築窗材，適用於玻璃帷幕大樓，同時作為遮陽、絕熱及發電利用的功能，達到建築物節能效益，未來應用於建築屋頂、外牆發電用途，且DSSC可用一般室內光線即可充電，可作為3C產品電池的輔助商品，適用於可攜式電子產品如電子計算機、手錶、電子字典、手機等用電量較小的產品，未來應用可能會直接附在手機上，或做成可摺疊的外接式裝置，或結合紡織品採用衣物塗佈方式作為隨身發電使用，市場商機潛力龐大。
染料敏化太陽電池是由基板(玻璃或薄膜基板)、透明導電膜、半導體膜(光電極TiO2)、染料、電荷輸送材(電解質、溶劑)，和由基板上鍍有透明導電膜、鉑觸媒之相對電極等所構成，具有導電膜的基板上將奈米尺寸的二氧化鈦微粒塗佈成糊狀，使用450℃對其進行燒結而得半導體光電極；而相對電極，則是使用對透明導電膜進行鉑的蒸鍍而形成。二氧化鈦的厚度約10μm，因為具有奈米大小的孔洞，故實效表面積可達到外觀基板面積的1,000倍以上，使TiO2多孔質膜能吸附更多染料，獲得更多光吸收，而大幅提升電流值。
其基本設計是用奈米尺寸的金屬氧化物半導體的顆粒，以化學方法使其表面吸附染料分子，再將這顆粒塗布在電池電路的陽極上做為感光層，且在感光層和陰極之間則加上一層電解質幫助導電。在半導體層，除了提供高表面積以讓染料吸附，還需擁有高效的電子傳遞效率，DSSC多使用二氧化鈦奈米顆粒為半導體層，此材料具有高比表面積及高穩定性，且能有效的吸附染料(N3, N719, black dye)。
◎DSSC基本結構與原理
染料敏化太陽電池最早是由Tsubomura et al.於1976年提出，利用多孔性的氧化鋅（ZnO）作為工作電極，但電池之光電轉換效率並不高。至1991年，O’Regan和Grätzel發表電池效率為7.12%的色素增感太陽電池，Grätzel團隊提出方法是在具有中孔洞性質的二氧化鈦（TiO2）薄膜上吸附釕（Ru）金屬衍生物之色素分子，此種色素分子能吸收近全可見光波長範圍的太陽光。
雖然染料敏化太陽電池轉換效率是所有太陽能電池技術中最低者，但DSSC不受日照角度的影響，加上吸收光線時間長，在相同時間的發電量甚至優於矽晶太陽能電池，且矽晶圓太陽能電池發電效率會受到溫度升高而遞減，適合安裝在較高緯度天氣較冷的地區，但染料敏化太陽能電池則不受溫度影響，在日照充足、氣溫炎熱地區，競爭力會優於矽晶圓太陽能電池。
◎染料敏化太陽能電池與矽基太陽能電池的比較優勢：
1.製程容易、成本低
2.30℃以上高溫條件下電力輸出較高，及低光量下仍有高轉換效率
3.可接受日照光譜範圍大，模版兩面皆可吸收光線，有利吸收散射光
4.轉換率對入射光角度影響較小
5.具有透明性可直接使用於窗戶，模板顏色因使用的染料顏色而變
6.TiO2材料的物理、化學性質穩定，且無毒性、 相較其他材料或矽基太陽電池比較無環境污染
7.能源回收期小於矽晶太陽能電池
8.可製成可饒式電池模組
9.具大尺寸、量產製程潛力
◎DSSC缺點：
1.轉換效率比矽基太陽電池低。
2.染料激發態壽命不夠長，光電轉換效率尚低。
