توجد الكيمياء الضوئية في العديد من التطبيقات المختلفة ، بما في ذلك تحويل الطاقة.
تعمل الخلايا الضوئية على تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية باستخدام الفوتونات (الضوء) لتوليد الفرق الكهربائي. وهذا يحدث بواسطة مواد تمتص الضوء الموجودة في الخلايا.
ويمكن أيضًا استخدام الكيمياء الضوئية في تقنيات الاستحلاب الضوئي لتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية. يستخدم هذا العملية الضوء لتفعيل المواد الكيميائية لتحفيز تفاعل كيميائي وتحويل المواد الغير قابلة للاستخدام إلى مواد قابلة للاستخدام لتحويل الطاقة.
يمكن استخدام الكيمياء الضوئية أيضًا في عملية توليد الهيدروجين من الماء. هنا ، يتم استخدام الضوء لتفعيل مواد كيميائية معينة لفصل الأكسجين والهيدروجين في الماء ، والذي يمكن استخدامهما لإنتاج الوقود الذي يستخدم لتوليد الطاقة.