a napelem kétféle félvezetőből készül, úgynevezett p-típusú és n-típusú szilíciumból. A P-típusú szilíciumot olyan atomok—például bór vagy gallium-hozzáadásával állítják elő, amelyek külső energiaszintjükben eggyel kevesebb elektronnal rendelkeznek, mint a szilícium. Mivel a bórnak eggyel kevesebb elektronja van, mint amennyi a környező Szilícium atomokkal való kötések kialakításához szükséges, létrejön egy elektron üresedés vagy “lyuk”.,
az n-típusú szilíciumot úgy állítják elő, hogy olyan atomokat tartalmaznak, amelyeknek külső szintjén még egy elektron van, mint a szilícium, például a foszfor. A foszfornak öt elektronja van a külső energiaszintjében, nem négy. Szilícium szomszéd atomjaival köt, de egy elektron nem vesz részt a kötésben. Ehelyett szabadon mozoghat a szilícium szerkezetben.
a napelem egy P típusú szilícium rétegből áll, amely egy n típusú szilícium réteg mellett helyezkedik el (ábra. 1)., Az n típusú rétegben az elektronok feleslegesek, a p-típusú rétegben pedig a pozitív töltésű lyukak feleslege van (amelyek a valenciaelektronok hiánya miatt üresek). A két réteg találkozásánál a csomópont egyik oldalán lévő elektronok (n típusú réteg) a csomópont másik oldalán lévő lyukakba (p típusú réteg) mozognak. Ez létrehoz egy területet a csomópont körül, az úgynevezett kimerülési zóna, amelyben az elektronok kitöltik a lyukakat (ábra. 1, nagyított).