当硅晶体中掺入其他的杂质，掺入硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴，硼原子周围只有3个电子，就会产生蓝色的空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，吸收电子而中和，形成P型半导体 。
同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N型半导体 。N型半导体中含有较多的空穴，而P型半导体中含有较多的电子，这样，当P型和N型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是PN结 。
这是由于P型半导体多空穴，N型半导体多自由电子，出现了浓度差 。平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是PN结 。当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流 。然后在PN结中形成电势差，这样就形成了电源 。

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