扩散的结果使得接面附近的N型半导体失去电子得到空穴而带正电，P型半导体失去空穴得到电子而带负电。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。因为电荷密度不均因此在接面附近产生电场，如果有自由电子或空穴在电场内产生，则会因为受到电场的作用而移动，自由电子向N型半导体移动，而电洞向P型半导体移动，因此这个区域缺乏自由电子或空穴而称之为空乏区。当光照射在空乏区内将硅原子的电子激发产生光生电子与空穴对，电子与空穴对会因为电场作用而使电池内的电荷往两端集中，此时只要外加电路将两端连接即可利用电池内的电力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。在光线照射下产生的电子----空穴对叫光生载流子，它们参加导电会增大反向饱和电流。利用这些光敏电阻可以制成各种光探测器。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。
3、光电三极度管光电三极管的结构与普通三极度管相同,但基区面积较大,便函于接收更多的入射光线。入射光在基区激发出电子----空穴时，形成基极电流，而集电极电流是基极电流β倍，因此光照便能有效地控制集电极电流。此外，化合物半导体材料、非晶硅薄膜作为光电转换材料，也得到研究和应用。光电三极管比光电二极管有更高的灵敏度。二、光伏打器件----硅光电池半导体PN结在受到光照射时能产生电动势的效应，叫光伏打效应。硅光电池就是利用光伏打效应将光能直接换成电能的半导体器件。
光电控制器件----用作光电开关等光电控制设备的转换器件。三、半导体发光器件半导体发光器件是一种将电能转换成光能的器件。4、黑体辐射的频谱转换，将太阳光改变成理想的光源，减少载子能带内的能量释放，提高太阳能电池的效率。它包括发光二极管、红外光源、半导体发光数字管等。1、发光二极管发光二极管的管芯也是一个PN结,并具有单向导电性。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。这些能量大部分以发光的形式出现，因此，可以直接将电能转换成光能。