擴散的結果使得接面附近的N型半導體失去電子得到空穴而帶正電，P型半導體失去空穴得到電子而帶負電。因為電荷密度不均因此在接面附近產生電場，如果有自由電子或空穴在電場內產生，則會因為受到電場的作用而移動，自由電子向N型半導體移動，而電洞向P型半導體移動，因此這個區(qū)域缺乏自由電子或空穴而稱之為空乏區(qū)。N型半導體中自由電子濃度較高，因此自由電子由N型半體向P型半導體擴散，同樣的空穴會由P型半導體向N型半導體擴散。當光照射在空乏區(qū)內將硅原子的電子激發(fā)產生光生電子與空穴對，電子與空穴對會因為電場作用而使電池內的電荷往兩端集中，此時只要外加電路將兩端連接即可利用電池內的電力

如果入射光強度太高，導致器件內電流太大，以至于電陰極和倍增極因發(fā)射二分解，就會造成光電倍增管的永1久性波壞。因此，使用光電倍增管時，應避免強光直接入射。光電倍增管一般用來測弱光信號。光電池是把光能直接變成電能的器件，可作為能源器件使用，如衛(wèi)1星上使用的太陽能電池。它也可作為光電子探測器件。光電二極管有耗盡層光電二極管和雪崩光電二極管兩種。發(fā)光二極管工作電壓很低(15-3伏),工作電流很小(10-30毫安),耗電極省。半導體pn結區(qū)附近成為耗盡層，該層的兩側是相對高的空間電荷區(qū)，而耗盡層內通常情況下并不存在電子和空穴。

只有當光照射pn結時才能使耗盡層內產生載流子(電子-空穴對)，載流子被結內電場加速形成光電流。利用該原理制成的光電二極管稱為耗盡層光電二極管。耗盡層光電二極管有pin層、pn層、金屬-半導體型、異質型等CCD(Charge Coupled Device)即電荷耦合器件，通過輸入面上光電信號逐點的轉換、儲存和傳輸，在其輸出端產生一時序信號。隨著科技的進步，CCD技術日臻完善，已廣泛用于安全防范、電視、工業(yè)、通信、遠程教育、可視網絡1電話等領域。光伏效應在19世紀即被發(fā)現，早期用來制造硒光電池，直到晶體管發(fā)明后半導體特性及相關技術才逐漸成熟，使太陽光電池的制造變?yōu)榭赡堋?br/>