Không giống cách phát điện mặt trời tập trung, nhiên liệu lỏng trong ống không nóng lên mà chuyển từ cấu trúc trans sang cấu trúc cis, chứa năng lượng mặt trời. Chất lỏng được cấp thêm năng lượng này được đưa về bộ phận phân phối: bể dự trữ hoặc dẫn đến nơi sử dụng (như hệ thống sưởi ấm nhà…). Khi chuyển từ cấu trúc cis sang cấu trúc trans, chất lỏng với các phân tử azobenzen đã mất hết năng lượng mặt trời dự trữ nên được đưa trở lại ống dẫn để thực hiện việc nạp năng lượng và cứ thế tiếp tục.

Cũng với các phân tử azobenzen, người ta áp dụng một phương pháp khác để chế tạo nhiên liệu nhiệt mặt trời dạng rắn, thông qua các tấm màng mỏng trong suốt. Ở đây, cách chế tạo là trộn các phân tử azobenzen với ống nanocacbon cùng dung môi dễ bay hơi, nhỏ thành giọt lên tấm vật liệu mỏng. Khi tấm vật liệu này quay nhanh, lực ly tâm khiến cho giọt chất lỏng lan rộng, sau khi bay hơi sẽ để lại màng mỏng gồm các phân tử azobenzen xếp dọc theo các ống nanocacbon trên bề mặt tấm vật liệu. Nói cách khác là phủ các phân tử azobenzen trộn ống nanocacbon lên các tấm nhựa trong và mềm theo kiểu in lăn để dễ cuộn lại được, sau đó trải tấm nhựa lên các bề mặt cần thiết để thu năng lượng mặt trời. Các kết quả ban đầu cho thấy, ở dạng rắn, 1 kg nhiên liệu nhiệt mặt trời có thể chứa tới 30 Wh năng lượng. Cách làm này được áp dụng ở các nước Bắc Âu đối với các tấm kính chắn gió trước hoặc sau xe ô tô khi chúng bị phủ một lớp nước bị đông lại khiến rất khó quan sát khi điều khiển xe vào mùa đông.

Nhờ nhiên liệu nhiệt mặt trời, người ta chế tạo kính chống đông đá bằng cách làm kính có 2 lớp, ở giữa có lớp mỏng trong suốt làm bằng nhiên liệu nhiệt mặt trời và một tấm lưới làm bằng vật liệu dẫn điện trong suốt, qua đó phát ra sóng điện từ yếu để kích thích chuyển cấu trúc từ cis sang trans và tỏa nhiệt. Trên thực tế, cấu tạo của cả tấm kính trông giống như kính ở ô tô thông thường. Trường hợp tương tự sử dụng nhiên liệu nhiệt mặt trời đặt trong hệ thống kính ở các tòa nhà cao tầng, nhờ đó vào mùa đông tòa nhà sẽ được tự động sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời. Nhiên liệu nhiệt mặt trời dạng rắn còn có thể làm rất tinh vi theo cách phủ thành lớp mỏng lên sợi vải rồi dệt thành vải. Dùng loại vải này để may quần áo cho vận động viên trượt tuyết, trời giá lạnh người trượt tuyết vẫn được sưởi ấm…

Với giá thành thấp và có thể dễ dàng chuyển thành nhiều dạng năng lượng khác, trong đó có điện năng, người ta dự đoán rằng, trong vòng 10 năm tới, việc sử dụng năng lượng mặt trời theo cách dùng nhiên liệu nhiệt mặt trời sẽ áp đảo các cách truyền thống lâu nay.