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硅片最基本的材料是“硅”，纯净的硅不导电，但可以通过在硅中掺杂来改变特性：在硅晶体中掺入硼元素，即可做成 P 型硅片；掺入磷元素，即可做成 N 型硅片。因硼元素和磷元素价位特点不同，P 型硅片中空穴作为多子主要参与导电，电子是少数载流子（少子）；N 型硅片中电子作为多子主要参与导电，空穴是少子，上述 P（Positive，正电）和 N（Negative，负电）即根据硅片多子的正负电情况进行的命名。PN 结（结是指交叉，译自英文“PN junction”）是光伏电池片的
基本结构单元，其通常形成于同一块硅片中 P 型区域和 N 型区域的交界处，可以通过向 P 型硅片表面扩散磷元素或者向 N 型硅片表面扩散硼元素制得。光伏电池片发电即是利用 PN 结位置产生的自由电子的电位差来产生电流，当太阳光照射在电池片表面时，电子吸收能量变为移动的自由电子，同时在原来的位置形成空穴，自由电子受到内电场的作用会向 N 区移动，同时对应空穴向 P 区移动，当连接电池正负极形成闭合回路时，自由电子受到内电场的力从 N 区经过导线向 P 区移动，在外电路产生电流。
