在硅中加入五价原子后称之为N型半导体，加入三价原子后称之为P型半导体。N型半导体及P型半导体虽然带有自由电子或空穴但本身仍然保持电中性，如果N型半导体及P型半导体内杂质浓度均匀分布则内部没有电场存在。2、一个光子产生多个电子一空穴对，增加输出的光电流，从而提高太阳能电池的效率。若将N型半导体及P型半导体接和在一起，会因为两边自由电子与空穴的浓度不同产生扩散。N型半导体中自由电子浓度较高，因此自由电子由N型半体向P型半导体扩散，同样的空穴会由P型半导体向N型半导体扩散。制作光敏电阻的材料主要有硅、锗、硫化1镉、锑化铟、硫化铅、硒化镉、硒化铅等。硫化1镉光敏电阻对可见光敏感,用硫1化镉单晶制造的光敏电阻对X射线、γ射线也敏感；硫化铅和锑化铟对红线外线光敏感。利用这些光敏电阻可以制成各种光探测器。PN结加上正向电压时,电子由N区渡越(扩散)到空间电荷区与空穴复合而释放出能量。感光面积大的光敏电阻,可以获得较大的明暗电阻差。如国产625-A型硫化1镉光敏电阻,其光照电阻小于50千欧,暗电阻大于50兆欧。2、光电二极管光电二极管的管芯也是一个PN结,只是结面积比普通二极管大,便于接收光线。
只有当光照射pn结时才能使耗尽层内产生载流子(电子-空穴对)，载流子被结内电场加速形成光电流。利用该原理制成的光电二极管称为耗尽层光电二极管。提高自由电子浓度常用的方法是在硅中加入少量的五价原子，五价原子的四个价电子与硅键结后剩下一个价电子，使剩下的价电子游离只需要0。耗尽层光电二极管有pin层、pn层、金属-半导体型、异质型等CCD(Charge Coupled Device)即电荷耦合器件，通过输入面上光电信号逐点的转换、储存和传输，在其输出端产生一时序信号。随着科技的进步，CCD技术日臻完善，已广泛用于安全防范、电视、工业、通信、远程教育、可视网络1电话等领域。