PN。通过阅读，您将掌握PN结的载流子扩散与内建电场形成机制，学会分析能带弯曲与偏压响应的关系，为设计半导体PNP型半导体因受主杂质掺杂而含有高浓度空穴当二者结合时，界面区域由于载流子浓度不均而表现出复杂的电荷转移与能带调节行为，形成一个特殊的电荷输运结构。，从而使结成为半导体器件最基本的功能单元。

PN结的原理

结的形成起源于。P型半导体因引入受主杂质而形成高浓度空穴，同时电子浓度极低N。当两者接触时，载流子将依据浓度梯度发生扩散：N区的多子（电子）扩散至P区，P区的多子（空穴）扩散至N区扩散过程导致区接收电子而部分受主离子被中和，N区接收空穴而部分施主离子被中和，进而在界面附近留下固定的离化受主负离子和施主正离子。这一区域内的固定电荷形成了空间电荷区，并在局域尺度上建立了内部电场。，能够阻止载流子的进一步扩散（图1）。

由于区费米能级靠近导带，P区费米能级靠近价带，二者接触后，电子系统趋于热力学平衡，费米能级在整个体系中保持一致，从而导致能带的重新排布。，以抵消载流子浓度差异所带来的电化学势差。

。这一机制不仅阐释了结的静态性质，也为理解其在外加电压作用下的动态响应提供了理论支撑（图2）。

https://scholarworks.uno.edu/td/2045PN整流效应在反向偏置下，势垒高度增大，耗尽层加宽，扩散电流被抑制，仅有由少子贡献的反向饱和电流存在，表现为强烈的非对称电流特性图3. 法拉第PN结设计策略提升电化学性能的机制。DOI: 10.1016/j.cej.2024.150981。

PN，如光电二极管与太阳能电池的工作原理。也可在载流子复合过程中实现光子发射，构成发光二极管（）的物理基础。因此，PN结不仅是电子器件的核心元件，更是光电子器件与能量转换系统的基本功能单元图4. PN结在太阳能电池中的应用。ISSN: 1693-6930。