PN結，顧名思義，是由P和N所打成的一個結。這個結的構造，是太陽能電池能夠發電的關鍵。

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。進入硅中的硼原子與硅原子發生替換，因為硼生下來就比硅少了一只手（外層電子），這個替換發生的并不完美。所以當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”，就具備了擁有導電性能的基礎。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。磷進入硅中同樣與硅原子產生了替換，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體，其導電性主要是因為自由電子導電。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兩者的差別


圖1：左圖中大圓內包含負號的代表B-（硼離子）、空心小圓代表“空穴”；右圖中大圓內包含正號的代表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，就會發生奇妙的現象。如下圖：


上圖包含兩個運動。

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

接下來，擴散到N區的空穴會和電子拉手（復合）、擴散到P區的電子會和空穴拉手（復合），復合以后呈中性。這時，交界面附近多子的濃度會下降，交界面左側開始出現一片只剩下B-的區域，這個區域變成負離子區；右側開始出現一片只剩下P+的區域，這個區域變成正離子區。我們將這兩個區域合起來稱作空間電荷區，它會隨著擴散運動的持續而不斷加寬。

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

最后，擴散運動和漂移運動依舊同時進行。在沒有其它因素干擾的條件下，經過不斷拉扯修正，參加擴散運動的多子的數量將與參加漂移運動的少子的數量漸漸持平，空間電荷區也將保持穩定，整個體系達到一種動態平衡。這時，我們就可以把它們交界面形成的空間電荷區稱作PN結。