本申请公开了染料敏化太阳能电池及其制备方法，所述染料敏化太阳能电池的对电极材料采用一种单晶三氧化二铁纳米颗粒，所述三氧化二铁单晶纳米颗粒的粒径大小为30～150纳米，晶型为α相，完全暴露（012）和（104）晶面。通过一种简单的水热合成方法成功制备了完全暴露（012）和（104）晶面的α-Fe₂O₃，并将其应用于染料敏化太阳能电池的对电极，表现出了十分优越的电催化活性，为染料敏化太阳能电池的大规模工业化发展提供了理论依据及应用基础。