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

我們以目前主流的晶體硅來(lái)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?yàn)榕鹕聛?lái)就比硅少了一只手（外層電子），這個(gè)替換發(fā)生的并不完美。所以當(dāng)硼原子和周?chē)墓柙訝渴謺r(shí)，缺少的一只手就會(huì)形成一個(gè)“空子”（空穴）。

產(chǎn)生的這些“空子”對(duì)電子很有吸引力，如果有喜歡到處放電的束縛電子路過(guò)空穴周?chē)苋菀拙蜁?huì)來(lái)“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(dòng)的。這樣，P型硅晶體因?yàn)楹幸欢舛鹊?ldquo;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(huì)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(shí)候，磷多出來(lái)的一只手無(wú)處結(jié)合，就脫離主體，開(kāi)始自由活動(dòng)，成為了獨(dú)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?yàn)樽杂呻娮訉?dǎo)電。而那些摻入硅中的磷原子因?yàn)樯倭艘粋€(gè)電子，就變成了“陽(yáng)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(hào)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(hào)的代表P+（磷離子）、實(shí)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(huì)發(fā)生奇妙的現(xiàn)象。如下圖：


上圖包含兩個(gè)運(yùn)動(dòng)。

一開(kāi)始，從交界面左邊的P區(qū)和交界面右邊的N區(qū)對(duì)比來(lái)看，P區(qū)擁有很多可以移動(dòng)的“空穴”，N區(qū)擁有很多自由移動(dòng)的“電子”，由于物質(zhì)總會(huì)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(yùn)動(dòng)，所以P區(qū)的空穴開(kāi)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(kāi)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(gè)區(qū)域擁有數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)的粒子稱(chēng)作這個(gè)區(qū)域的“多子”，數(shù)量少的稱(chēng)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(lái)，擴(kuò)散到N區(qū)的空穴會(huì)和電子拉手（復(fù)合）、擴(kuò)散到P區(qū)的電子會(huì)和空穴拉手（復(fù)合），復(fù)合以后呈中性。這時(shí)，交界面附近多子的濃度會(huì)下降，交界面左側(cè)開(kāi)始出現(xiàn)一片只剩下B-的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域變成負(fù)離子區(qū)；右側(cè)開(kāi)始出現(xiàn)一片只剩下P+的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域變成正離子區(qū)。我們將這兩個(gè)區(qū)域合起來(lái)稱(chēng)作空間電荷區(qū)，它會(huì)隨著擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的持續(xù)而不斷加寬。

同時(shí)，這個(gè)空間電荷區(qū)本身會(huì)產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)建電場(chǎng)，電場(chǎng)的方向由正極指向負(fù)極，即N區(qū)指向P區(qū)。由于電場(chǎng)力的作用，擴(kuò)散到相對(duì)區(qū)域的少子會(huì)開(kāi)始往老家跑，P區(qū)的電子會(huì)開(kāi)始返回N區(qū)，N區(qū)的空穴會(huì)開(kāi)始返回P區(qū)。我們將這種在電場(chǎng)力作用下，少子的遷移稱(chēng)作是漂移運(yùn)動(dòng)。漂移運(yùn)動(dòng)阻止了擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行。

最后，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)依舊同時(shí)進(jìn)行。在沒(méi)有其它因素干擾的條件下，經(jīng)過(guò)不斷拉扯修正，參加擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的多子的數(shù)量將與參加漂移運(yùn)動(dòng)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(gè)體系達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡。這時(shí)，我們就可以把它們交界面形成的空間電荷區(qū)稱(chēng)作PN結(jié)。