Солнечный свет поступает сквозь электропроводящий стеклянный электрод, насыщенный [[краситель|красителем]], где поглощается. Когда краситель поглощает свет, один из [[электрон]]ов его молекулы переходит из [[основное состояние|основного состояния]] в [[возбуждённое состояние]]. Это явление называется «[[фотовозбуждение]]»(как женя). Возбуждённый электрон перемещается от красителя в [[зона проводимости|зону проводимости]] TiO<sub>2</sub>. Переход происходит очень быстро; он занимает только 10<sup>−15</sup>секунды. В TiO<sub>2</sub> электрон диффундирует через TiO<sub>2</sub>-плёнку, достигает стеклянного электрода и далее по проводнику стекает во второй электрод. Молекула красителя с потерей электрона [[окисление|окисляется]]. Восстановление молекулы красителя в первоначальное состояние происходит путём получения электрона от [[иодид]]-[[ион]]а, превращая его в молекулу [[иод]]а, которая в свою очередь диффундирует к противоположному электроду, получает от него электрон и снова становится иодид-ионом. По такому принципу цветосенсибилизированная солнечная батарея преобразует солнечную энергию в электрический ток, протекающий по внешнему проводнику.
