Photoelektrochemische Zellen koppeln lichtabsorbierende Elektroden mit elektrochemischen Reaktionen an Halbleiter/Elektrolyt-Grenzflächen. Sie ermöglichen direkte Umwandlung von Sonnenenergie in chemische Energie, etwa durch Wasserspaltung oder CO2-Reduktion. Materialdesign fokussiert auf Bandlückenanpassung, Ladungsträgertrennung, Katalysatorintegration, Korrosionsschutz und Stabilität unter Betriebsbedingungen.