Foto-elektrochemische cellen worden gebruikt om doormiddel foto-elektrochemie elektrische energie op te wekken uit zonlicht. Foto-elektrochemische cellen worden ook wel PEC’s genoemd en zijn een variant van zonnecellen. Naast foto-elektrochemische cellen worden voor het opwekken van elektrische energie uit zonlicht ook fotovoltaïsche cellen gebruikt. Bij foto-elektrochemische wordt echter gebruik gemaakt van het principe foto-elektrochemie. Daarvoor bevatten deze cellen een halfgeleidende fotoanode en een metaalkathode die in een elektrolyt is ondergedompeld. Er zijn foto-elektrochemische die elektrische energie produceren maar er zijn ook varianten van deze cellen die worden gebruikt om waterstof produceren in een proces dat lijkt op de elektrolyse van water.
Een foto-elektrochemische cel heeft eigenschappen van een zonnecel in combinatie met een batterij. Dat betekend dat deze cel energie op een chemische manier kan opslaan. Zonlicht wordt in een foto-elektrochemische cel niet direct omgezet in elektrische energie maar eerst in chemische energie. Dat zorgt er voor dat de energie makkelijker kan worden opgeslagen. Chemische energie kan namelijk makkelijker worden opgeslagen dan elektrische energie. Dat maakt foto-elektrochemische een effectief middel om energie op te wekken uit zonlicht. Toch worden foto-elektrochemische veel minder gebruikt voor het opwekken van energie dan fotovoltaïsche cellen.