當矽晶體中摻入其他的雜質，摻入硼時，矽晶體中就會存在著一個空穴，硼原子周圍只有3個電子，就會產生藍色的空穴，這個空穴因為沒有電子而變得很不穩定，吸收電子而中和，形成P型半導體。
同樣，摻入磷原子以後，因為磷原子有五個電子，所以就會有一個電子變得非常活躍，形成N型半導體。N型半導體中含有較多的空穴，而P型半導體中含有較多的電子，這樣，當P型和N型半導體結合在一起時，就會在接觸面形成電勢差，這就是PN接面。
這是由於P型半導體多空穴，N型半導體多自由電子，出現了濃度差。平衡後，就形成了這樣一個特殊的薄層形成電勢差，這就是PN接面。 當晶片受光後，PN接面中，N型半導體的空穴往P型區移動，而P型區中的電子往N型區移動，從而形成從N型區到P型區的電流。然後在PN接面中形成電勢差，這樣就形成了電源。
