本发明公开了一种二氧化钛纳米粒子和H₂Ti₃O₇纳米管交替层膜及其制备方法和应用，将粒径为30-35nm的二氧化钛纳米粒子和H₂Ti₃O₇纳米管分别在2%-30%质量浓度的乙酰纤维素的乙醇溶液中充分搅拌制得浆料，用丝网印刷技术将其依次印刷在同一块导电玻璃上并于500-550℃焙烧1-4h得到涂覆有二氧化钛纳米粒子和H₂Ti₃O₇纳米管交替层膜的电极材料，后浸入0.01-1M？TiCl₄溶液中在20-90℃下浸泡10-120min并于450-550℃焙烧0.5-2h，得到待敏化的电极材料，将待敏化的电极材料浸入含有浓度均为0.1-1mM的N719和D131混合染料的乙腈溶液中浸泡6-48h，后与Pt对电极和注入的液态电解质溶液组装在一起，形成三明治结构的染料敏化太阳能电池。本发明工艺简单，成本低廉，能耗低，重现性好，可大量生产，符合环境要求。