光电化学电池（英语：photoelectrochemical cell）是两种不同类别的设备。第一种类似染料敏化太阳能电池产生电能，满足光伏电池的标准定义。第二种是光电解电池（photoelectrolytic cell），入射至光敏剂、半导体或浸在电解液中的水性金属上的光直接引起化学反应，例如通过水电解产生氢的装置。
两种类型的设备都是太阳能电池的变体，其中光电化学电池的功能是利用光电效应（或非常类似的光伏效应）将电磁辐射（通常是太阳光）直接转换为电能或转换为本身可以很容易地用来产生电力（例如，可以燃烧产生氢以产生电能，参见光氢）。
