تستخدم الكيمياء الضوئية في مجال الطاقة بشكل واسع في مجالات مختلفة، ومن أهم هذه التطبيقات:
1- الطاقة الشمسية: حيث تستخدم الكيمياء الضوئية لتحسين كفاءة الخلايا الشمسية التي تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.
2- الأخضرة الاصطناعية: أو ما يعرف بـ “التمثيل الضوئي”، حيث يستخدم الضوء الشمسي لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى الكائنات الحية الخضراء وتوليد الأكسجين.
3- الإضاءة: حيث يمكن استخدام المواد الضوئية في الأضواء لتوليد الضوء وتقليل استهلاك الطاقة.
4- الكهروكيمياء: حيث يستخدم الضوء لتنشيط تفاعلات كيميائية وتوليد التيار الكهربائي.
5- تصفية المياه: حيث يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية لتنقية المياه والتخلص من الكائنات الحية والملوثات الضارة.