Una cella fotoelettrochimica (in inglese photoelectrochemical cell, spesso abbreviata con l'acronimo PEC) è una cella solare che ricava energia elettrica dalla luce, compresa quella visibile. Una cella fotoelettrochimica è costituita da uno o più elettrodi; almeno uno di tali elettrodi è un fotoelettrodo (fotoanodo o fotocatodo), cioè un particolare elettrodo costituito da un materiale (in genere semiconduttore) in grado di sviluppare corrente elettrica in seguito all'assorbimento di energia luminosa.[1]
Il funzionamento di una cella fotoelettrochimica è simile a quello di una cella elettrochimica, con la differenza che la reazione redox che avviene in corrispondenza del fotoelettrodo sfrutta l'energia luminosa per il suo avanzamento.[2]
Alcune celle fotoelettrochimiche producono semplicemente energia elettrica, mentre altre producono idrogeno in un processo simile all'elettrolisi dell'acqua.