LED (Abk. für „Licht emittierende Diode“, auch Leuchtdiode) und Fotozelle (Fotodiode, Solarzelle) sind zwei spezielle Halbleiterdioden, mit denen sich elektrische Energie in Licht bzw. allgemeiner elektromagnetische Wellen und umgekehrt umwandeln lässt. (Sie sind sozusagen das optische Analogon von Elektromotor und Generator).
In einer LED lässt man Elektron-Loch-Paare im Halbleitermaterial gezielt rekombinieren, wobei sie Licht mit einer genau definierten Wellenlänge und Energie aussenden. Durch Kombination von rot, grün und blau leuchtenden LED kann man heute praktisch jeden beliebigen Farbton erzeugen. Wenn durch eine geeignete Verspiegelung das emittierte Licht in den Emitterbereich rückgekoppelt wird, wird die LED zur Laserdiode. Wenn die LED in einem organischen Halbleiter realisiert wird, spricht man von einer OLED.
In einer Fotozelle entsteht bei Einfall von Licht oder anderer Strahlung Elektron-Loch-Paare. Mit einer geeigneten Schaltung wird verhindert, dass diese sofort rekombinieren, wodurch eine elektrische Spannung entsteht, die sich zur „Erzeugung“ von Strom nutzen lässt. Trotz des relativen geringen Wirkungsgrads stellen zu Solarmodulen zusammengeschaltete Anordungen von Fotozellen heute eine vielversprechende erneuerbare Energiequelle dar, da sie in großen Stückzahlen immer billiger produziert werden und vor wegen des praktisch unerschöpflichen Angebots an solarer Strahlung (die Erde erhält von der Sonne mehr Strahlungsleistung als die gesamte Weltwirtschaft verbraucht).