PN結(jié)，顧名思義，是由P和N所打成的一個結(jié)。這個結(jié)的構(gòu)造，是太陽能電池能夠發(fā)電的關(guān)鍵。

我們以目前主流的晶體硅來看：

P型，即是在硅晶體中摻入硼元素，將硼“放入”硅中。進(jìn)入硅中的硼原子與硅原子發(fā)生替換，因為硼生下來就比硅少了一只手（外層電子），這個替換發(fā)生的并不完美。所以當(dāng)硼原子和周圍的硅原子牽手時，缺少的一只手就會形成一個“空子”（空穴）。

產(chǎn)生的這些“空子”對電子很有吸引力，如果有喜歡到處放電的束縛電子路過空穴周圍，很容易就會來“插一手”（填充），根據(jù)異性相吸的原理，我們可以把這些“空穴”理解為“正電荷”，并假設(shè)這些正電荷是可以移動的。這樣，P型硅晶體因為含有一定濃度的“空穴”，就具備了擁有導(dǎo)電性能的基礎(chǔ)。如果這些摻入硅中先天缺陷的硼原子被鉆了“空子”，就會由原本的正常人變成了“陰性人”，成為帶負(fù)電的離子。

N型，即在硅晶體中摻入磷元素，把磷“放入”硅中。磷進(jìn)入硅中同樣與硅原子產(chǎn)生了替換，不同的是磷比硅還要多一只手（外層電子）。于是在完成替換的時候，磷多出來的一只手無處結(jié)合，就脫離主體，開始自由活動，成為了獨立的手（自由電子）。于是，N型晶體硅就成為了含電子濃度較高的半導(dǎo)體，其導(dǎo)電性主要是因為自由電子導(dǎo)電。而那些摻入硅中的磷原子因為少了一個電子，就變成了“陽性人”，成為帶正電的離子。

下圖可以形象的展現(xiàn)兩者的差別


圖1：左圖中大圓內(nèi)包含負(fù)號的代表B-（硼離子）、空心小圓代表“空穴”；右圖中大圓內(nèi)包含正號的代表P+（磷離子）、實心小圓代表“電子” 

如果將p型硅和N型硅制作在同一塊硅片上，就會發(fā)生奇妙的現(xiàn)象。如下圖：


上圖包含兩個運動。

一開始，從交界面左邊的P區(qū)和交界面右邊的N區(qū)對比來看，P區(qū)擁有很多可以移動的“空穴”，N區(qū)擁有很多自由移動的“電子”，由于物質(zhì)總會從濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散，我們視為擴(kuò)散運動，所以P區(qū)的空穴開始向N區(qū)擴(kuò)散，N區(qū)漸漸有了少量的空穴；N區(qū)的電子開始向P區(qū)擴(kuò)散，P區(qū)也漸漸有了少量的電子。這里，我們可以將在每個區(qū)域擁有數(shù)量優(yōu)勢的粒子稱作這個區(qū)域的“多子”，數(shù)量少的稱為“少子”，即P區(qū)的多子為空穴，N區(qū)的多子為電子。

接下來，擴(kuò)散到N區(qū)的空穴會和電子拉手（復(fù)合）、擴(kuò)散到P區(qū)的電子會和空穴拉手（復(fù)合），復(fù)合以后呈中性。這時，交界面附近多子的濃度會下降，交界面左側(cè)開始出現(xiàn)一片只剩下B-的區(qū)域，這個區(qū)域變成負(fù)離子區(qū)；右側(cè)開始出現(xiàn)一片只剩下P+的區(qū)域，這個區(qū)域變成正離子區(qū)。我們將這兩個區(qū)域合起來稱作空間電荷區(qū)，它會隨著擴(kuò)散運動的持續(xù)而不斷加寬。

同時，這個空間電荷區(qū)本身會產(chǎn)生一個內(nèi)建電場，電場的方向由正極指向負(fù)極，即N區(qū)指向P區(qū)。由于電場力的作用，擴(kuò)散到相對區(qū)域的少子會開始往老家跑，P區(qū)的電子會開始返回N區(qū)，N區(qū)的空穴會開始返回P區(qū)。我們將這種在電場力作用下，少子的遷移稱作是漂移運動。漂移運動阻止了擴(kuò)散運動的進(jìn)行。

最后，擴(kuò)散運動和漂移運動依舊同時進(jìn)行。在沒有其它因素干擾的條件下，經(jīng)過不斷拉扯修正，參加擴(kuò)散運動的多子的數(shù)量將與參加漂移運動的少子的數(shù)量漸漸持平，空間電荷區(qū)也將保持穩(wěn)定，整個體系達(dá)到一種動態(tài)平衡。這時，我們就可以把它們交界面形成的空間電荷區(qū)稱作PN結(jié)。