Bei Photovoltaik (seltener Fotovoltaik) wird die Lichtenergie aus Sonnenlicht mittels Solarzellen in elektrischen Strom umgewandelt. Zwischen zwei jeweils positiv und negativ dotierten Halbleiterschichten wird dazu beim Auftreffen des Lichts der Sonne eine elektrische Spannung erzeugt. Hierbei ist die Photovoltaik klar von der Solarthermie abzugrenzen, da bei dieser lediglich Wärme aber kein Strom erzeugt wird.

Vorteile von Photovoltaikanlagen sind neben den geringen Stromgestehungskosten im Vergleich zu fossilen Energieträgern, vor allem ihr weitreichendes Anwendungsgebiet, sowie Aspekte der Nachhaltigkeit. Im Zuge der Energiewende stieg daher die kumulierte Leistung von Photovoltaiklösungen weltweit von lediglich 0,3 Gigawatt im Jahr 1996 auf über 500 Gigawatt Ende 2018. Experten haben prognostiziert, dass die Leistung bis 2050 auf 30.00 bis 70.000 Gigawatt ansteigen könnte. Daher wird Energie aus Photovoltaik neben Windenergie als eine der treibenden Kräfte hinter der Energiewende betrachtet.