Fotowoltaika (ang. photovoltaics, PV) – dziedzina elektrotechniki zajmująca się wytwarzaniem energii elektrycznej z promieniowania słonecznego przy pomocy ogniw fotoelektrycznych.
Rozwój technologii fotowoltaicznych jest obecnie jednym z głównych kierunków badań i rozwoju w dziedzinie energii odnawialnej. Wynika to ze względu na ograniczone zasoby paliw kopalnych, aspektów środowiskowych i ekonomicznych.
Technologia fotowoltaiczna jest obecnie stosowana głównie w systemach fotowoltaicznych o niewielkiej mocy – takich jak np. kalkulatorowe baterie słoneczne, a także w systemach o większej mocy, takich jak elektrownie słoneczne czy satelitarne systemy fotowoltaiczne.
Ogniwa fotowoltaiczne są wykonane z materiałów semi-przewodnikowych, które absorbują foton promieniowania słonecznego i przekształcają go w energię elektryczną. Obecnie stosowane są głównie krzemowe ogniwa fotowoltaiczne, choć badania nad innymi typami ogniw, takimi jak na przykład ogniwa perowskitowe, są obecnie intensywnie prowadzone.
Magazyn energii – inaczej zespół akumulatorów – to urządzenie przeznaczone do gromadzenia energii elektrycznej wytwarzanej przez instalacje fotowoltaiczne podczas dnia i uwalniania jej w czasie potrzeby, czyli najczęściej w okresach, kiedy słońce świeci słabiej lub nie świeci w ogóle (np. w nocy).