Die Energiedichte in der Photovoltaik bezieht sich auf zwei Hauptbereiche: die Energiedichte der Sonnenstrahlung, die von den Solarzellen genutzt wird, und die Energiedichte der Stromspeicher, die den erzeugten Strom speichern.

Die Energiedichte der Sonnenstrahlung wird in Watt pro Quadratmeter (W/m²) gemessen und gibt an, wie viel Energie pro Flächeneinheit auf die Erdoberfläche trifft. Diese Energiedichte variiert je nach Standort und Jahreszeit. In Deutschland beispielsweise beträgt die durchschnittliche Energiedichte der Sonnenstrahlung etwa 100 bis 200 W/m².

In Bezug auf die Stromspeicherung bezeichnet die Energiedichte die Menge an Energie, die ein Speicher pro Volumen- oder Gewichtseinheit speichern kann. Sie wird typischerweise in Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) oder Wattstunden pro Liter (Wh/l) angegeben. Eine hohe Energiedichte ist besonders wichtig für mobile Anwendungen, während bei stationären Anwendungen, wie beispielsweise einem Haus, auch andere Faktoren wie Kosten und Lebensdauer eine Rolle spielen.

Lithium-Ionen-Batterien haben sich im Bereich der Photovoltaik weitgehend als Speichertechnologie durchgesetzt, da sie eine hohe Energiedichte, eine lange Lebensdauer und eine gute Effizienz aufweisen. Allerdings werden auch andere Technologien erforscht, wie beispielsweise Feststoffbatterien und neue Akkutechnologien auf Kohlenstoff-Sauerstoff-Basis.