新型プリウスPHVの大きな特徴がルーフ部分に搭載されている最大出力180Wの太陽光パネルだ。過去のプリウスなどにも「ソーラールーフ」のオプションは用意されていたが、これは太陽光パネルで発電し、その電力により車内の換気を行うためのものだった。しかし今回の新型プリウスPHVは、発電した電力をモーターを駆動用の電力として利用できる。トヨタによればこの駆動に利用する「ソーラー充電システム」を量産車に搭載するのは世界初だという。
太陽光パネルの搭載にあたり、新型プリウスPHVにはリチウムイオン電池パックに加え、12Vのニッケル水素バッテリー（ソーラーバッテリー）を搭載している。駐車中は太陽光で発電した電力を一度12Vのニッケル水素バッテリーに蓄電してから、まとめて駆動用バッテリーを充電していく。走行中は太陽光の電力で駆動用バッテリーの電力消費を補いながら、EV走行距離や燃費の向上に貢献する。これらの電力供給のマネジメントを、DC/DCコンバータを内蔵した「ソーラーECU」が担う
太陽光パネルの種類やソーラー充電システムのより詳しい機能・スペックについては、2016年秋の販売開始まで現時点で非公開となっている。ただ、新たに搭載した太陽光パネルで発電し、ニッケル水素バッテリーに蓄電した電力のみで走行すると仮定すると、「天気の良い日に車両を1日外で充電しておいた場合、走行可能距離は最大でも約5kmほど。平均して2.7kmを見込んでいる」（トヨタ自動車）という。「太陽光だけで走れる」というわけではなく補助という位置付けだが、災害時などに役立つというメリットもある。

なお、このソーラー充電システムを搭載するのは、日本と欧州仕様車のみ。価格などの詳細は2016年秋の販売時に発表する予定だ。