فناوری نانو در استحصال انرژی خورشیدی می تواند بسیار کارآمد باشد. با استفاده از این فناوری می توان بازده تجهیزات در دو حوزه تولید جریان الکتریسته و حرارت را افزایش داد. فناوری نانو به طرق گوناگون بر عملکرد سلولهای خورشیدی تاثیر مثبت گذاشته است که از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱- افزایش جذب و به دام انداختن نور خورشید: نانو ذرات از قبیل نقاط کوانتومی، نانوذرات بر پایه طلا یا نقره، نانو الماس فلورسنت در افزایش بازده سلول های خورشیدی کاربرد فراوانی دارند. وجه مشترک تمامی این نانوذرات ها در خواص منحصر به فرد اپتیکی آنها می باشد. به عبارتی دیگر ویژگی اصلیشان خاصیت فلورسنت بودن آنها است. نقاط کوانتومی به دلیل خواص بسیار عالی اپتوالکترونیک خود در سلول های خورشیدی به عنوان جانشینی برای رنگدانه ها معرفی می شوند.
۲- ارائه ساختارهای جدید مبتنی بر فناوری نانو برای سلولهای خورشیدی: ساخت سلول های خورشیدی کاملا شفاف از ساختارهای نوین سلول های خورشیدی است. سلول های شفاف، نور مرئی را از خود عبور داده و در عوض ناحیه فرابنفش و نزدیک سرخ را جذب کرده و تولید توان می کنند. این خصوصیت منحصر به فرد در سلول های خورشیدی شفاف، باعث ایجاد کاربردهای وسیع در ساختمانها و خودروها می شود
۳- بهره گیری از نانو سیال ها جهت بهبود عملکرد سامانه های خورشید: استفاده از نانوسیال ها سبب می شود تا حرارت بیشتری از سلول خورشیدی به بیرون منتقل گردد و راندمان و طول عمر سلول های خورشیدی افزایش یابد. به علاوه نانو سیال ها در سامانه حرارتی خورشیدی نیز کاربرد دارد.
۴- کاربرد فتوکاتالیست های مبتنی بر فناوری نانو در سلول های خورشیدی: از کاربردهای نانوفوتوکاتالیست ها در سلول های خورشیدی علاوه بر افزایش محدوده جذب و هدایت آن به سمت نور مرئی، بهبود و تسریع در انتقال الکترون به سمت الکترودها و در نتیجه کاهش مقاومت درون سلول ها می باشد.
۵- کاربرد نانو پوشش ها: پیشرفت فناوری و ساخت لایه های نانومتری که دارای خواص جالب خودتمیز شوندگی و ضد انعکاس هستند، تولید توان خورشیدی را در حل این مسئله افزایش می دهد.
۶- کاربرد فناوری نانو در سیستم های خنک کننده توان: یکی از مشکلات موجود در سیستم های تولید توان خورشیدی ناپایداری و تولید نامنظم است. تولید توان در این سیستم ها تابع شرایط محیطی نظیر شرایط آب و هوایی، دما، ساعات تابش نور خورشید می باشد. به همین دلیل در این سیستم ها تولید ثابت و یکنواخت امکان پذیر نمی باشد. لذا وجود یک ذخیره کننده مانند باتری ضروری است تا تغییرات تولید توان را در لحظه مصرف از بین ببرد. در میان باتری های نسل جدید، باتری های لیتیمی مورد توجه می باشد. فناوری نانو در این حوزه نیز کاربرد فراوانی دارد.