הכירו זרחן
תהליך ה"סמים "מכניס אטום של יסוד אחר לגביש הסיליקון כדי לשנות את תכונותיו החשמליות. לסם יש שלושה או חמישה אלקטרונים בעלי ערך, לעומת ארבעת הסיליקון. אטומי זרחן, בעלי חמישה אלקטרונים בעלי ערך, משמשים לסילום סיליקון מסוג n (זרחן מספק את האלקטרון החמישי, החופשי) שלו.
א זרחן האטום תופס את אותו מקום בסריג הגבישים שכבש בעבר אטום הסיליקון שהחליף. ארבעה מהאלקטרונים הערכיים שלהם משתלטים על חובות האחיזה של ארבעת האלקטרונים של ערכי הסיליקון שהם החליפו. אולם האלקטרון של החירות החמישית נשאר חופשי, ללא אחריות קשורה. כאשר תחליפי סיליקון רבים בגבישים מוחלפים באטומי זרחן רבים, אלקטרונים חופשיים רבים הופכים לזמינים. החלפת אטום זרחן (עם חמישה אלקטרונים בעלי ערך) לאטום סיליקון בגביש סיליקון משאירה אלקטרון נוסף ללא חיבור שהוא יחסית חופשי לנוע סביב הגביש.
השיטה הנפוצה ביותר לסמים היא ציפוי החלק העליון של שכבת סיליקון בזרחן ואז מחממים את פני השטח. זה מאפשר לאטומי הזרחן להתפזר בסיליקון. לאחר מכן מורידים את הטמפרטורה כך שקצב הדיפוזיה יורד לאפס. שיטות אחרות להכנסת זרחן לסיליקון כוללות דיפוזיה גזי, סם נוזלי תהליך ריסוס וטכניקה בה מונעים יוני זרחן בדיוק אל פני השטח סיליקון.
הכירו את בורון
כמובן, סיליקון מסוג n לא יכול ליצור את ה- שדה חשמלי בעצמו; כמו כן, יש לשנות שינויים בסיליקון כדי שיהיו להם תכונות חשמליות הפוכות. אז זה בורון, שיש לו שלושה אלקטרונים בעלי ערך, שמשמש לסימום סיליקון מסוג p. בורון מוצג במהלך עיבוד הסיליקון, שם סיליקון מטוהר לשימוש במכשירי PV. כאשר אטום בורון תופס עמדה בסריג הקריסטל שכבש בעבר אטום סיליקון, יש קשר חסר אלקטרון (במילים אחרות, חור נוסף). החלפת אטום בורון (עם שלושה אלקטרונים בעלי ערך) לאטום סיליקון בגביש סיליקון משאיר חור (קשר חסר אלקטרון) שהוא יחסית חופשי לנוע סביב הגביש.
אחר חומרים מוליכים למחצה.
בדומה לסיליקון, יש להפוך את כל חומרי ה- PV לתצורות מסוג p ו- n כדי ליצור את השדה החשמלי הדרוש המאפיין תא PV. אבל זה נעשה מספר דרכים שונות בהתאם למאפייני החומר. לדוגמא, המבנה הייחודי של הסיליקון האמורפי גורם לשכבה מהותית או "שכבת i". שכבה בלתי-מפותחת זו של סיליקון אמורפי מתאימה בין שכבות ה- n ו- p מסוג p כדי ליצור מה שמכונה עיצוב "p-i-n".
סרטים דקיקים מפולי-קריסטל כמו נחושת אינדיום דיסלניד (CuInSe2) וקדמיום טלוריד (CdTe) מראים הבטחה רבה לתאי PV. אבל אי אפשר פשוט לסנן חומרים אלה ליצירת שכבות n ו- p. במקום זאת משתמשים בשכבות מחומרים שונים ליצירת שכבות אלה. לדוגמא, שכבת "חלון" של קדמיום גופרתי או חומר דומה אחר משמשת לספק את האלקטרונים הנוספים הדרושים בכדי להפוך אותו לסוג n. CuInSe2 יכול להתבצע בעצמו מסוג p, ואילו CdTe מרוויח משכבה מסוג p העשויה מחומר כמו אבץ Telluride (ZnTe).
גליניום ארסניד (GaAs) משתנה באופן דומה, בדרך כלל עם אינדיום, זרחן או אלומיניום, לייצור מגוון רחב של חומרים מסוג n ו- p.