对可见光具有很好的吸收特性，即能吸收大部分或者全部的入射光，其吸收光谱能与太阳能光谱很好地匹配。其氧化态和激发态要有较高的稳定性和活性。激发态寿命足够长，且具有很高的电荷传输效率。具有足够负的激发态氧化还原电势，以保证染料激发态电子注入二氧化钛导带。在氧化还原过程(包括基态和激发态)中要有相对低的势垒，以便在初级和次级电子转移过程中的自由能损失。染料敏化半导体一般涉及3个基本过程：染料吸附到半导体表面；吸附态染料分子吸收光子被激发；激发态染料分子将电子注入到半导体的导带上。
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