1940年3月25日，罗素·奥尔（Russell Ohl）仔细检测2月23日那块产生巨大光伏效应的硅，开始认识到p-n结的来源。
这块看起来平平无奇的硅，事实上出自一个偶然。前一年九月，杰克·斯卡夫（Jack Scaff）和亨利·赛若（Henry Theuerer）冷却硅的时候特别小心缓慢，希望硅晶棒不会像之前制备时那样裂开。在逐渐凝固期间，杂质自主分离：顶部很纯，中间一部分更像“商业”级别的硅。技术人员切割晶棒的一部分送去贝克（Becker）那里测试，这块硅在毫不知情的情况下切得正巧一头纯另一头纯度“商业”级别。
两个区域交汇，很像是铜和氧化铜的交汇。因此，这块硅本身就是一个整流器。也正因为如此，贝克在测它电导率时碰到很多问题。一侧的材料因为有杂质，而存在多余电子。另一侧因为有另一种杂质出现电子缺失，就像氧化铜里的缺陷。当电子试图从一侧流向另一侧，就形成了势能壁垒。
当奥尔用光照射壁垒，光子把电子从周围原子中解放出来，这些电子变自由了。而因为存在整流壁垒，电子只能朝一个方向通过壁垒。贝尔实验室的科学家看到的电流和大电压，正是来源于此。震惊布莱顿（Brattain）和其他人的也正是这一巨大的光伏效应。他们当时还没意识到，自己见证了现代太阳能电池的直系老祖宗。
到了三月下旬，杰克·斯卡夫（Jack Scaff）决定仔细看看这块晶棒。他在与技术人员确认，晶棒是从顶部慢慢冷却到中间。此外，当用硝酸处理几分钟后，他们发现晶棒出现裂痕。裂痕以下是“纯硅”，以上是“商用硅”。奥尔3月25日在笔记中写道：
根据斯卡夫先生的建议，我用点接触在硅样品上竖直移动，发现非常不同的几个区域（1）靠近底部呈现纯硅特电（2）在光电活跃区域……阻抗高到电流几乎探测不到（3）在顶部出现商用硅的特点。
在第一个和第三个区域中的中间，奥尔和布莱顿猜测或许存在的壁垒就在那里，他们甚至能用眼睛“看到”它！

奥尔和斯卡夫意识到，自己偶然发现了一个重大现象。于是决定要根据物理特性为这两种硅起名。他们把这两个截然不同的区域命名为“p型”（positive，正）和“n型”（negative，负）。“因为晶棒顶部，当硅相对点接触正电时，电流容易通过……晶棒下方正相反。”此外在光照下，p型硅有正电压，而n型硅有负电压。那么两种硅之间的光敏障碍，就自然被称为“p-n结”。
奥尔、斯卡夫和赛若开始猜测，这些不寻常的效应是由于高纯硅样品内部残留的少量杂质。这是因为他们发现：来自同一家供应商的样品，每次晶棒的表现都差不多；而不同两家供应商的样品，却表现相当不同。如果这些两个样品含有不同的杂质，且如果杂质强烈影响硅的电学行为，那么这一切就能得到解释。 
出现神秘现象的光敏晶棒，是斯卡夫和赛若熔铸的第18根晶棒。缓慢冷却时，不同原子质量的杂质在熔化的硅中上升与下降，较轻的杂质原子会聚集在晶棒的顶部导致p型行为，而较重的原子会聚集在中心并产生n型。
“我们确信这些影响由于杂质的分离，”斯卡夫回忆道，“尽管当时还不知道具体是什么杂质。”后来贝尔实验室的冶金学家发现了含少量硼——一种非常轻的元素出现在碳的左侧元素周期表中——导致p型硅。而在周期表中位于硼的正下方紧邻硅的另一种元素铝，是另一种诱导p型的杂质。
他们还想确定，什么导致硅呈n型。斯卡夫和特雷尔注意到，每当他们打破烧n型硅晶棒的石英管时，会有特殊的气味出来。奥尔用钻石切割硅晶棒时也有这种气味。布拉顿说，这种气味“非常像以前汽车灯还不是用电时，你闻到的乙炔气味。”
特伊勒认识到，这种气味并不是来自乙炔本身，而是出于含有微量磷杂质而产生的磷化氢气体。布拉顿惊叹： “他们用鼻子检测到了磷，这可是连光谱仪都无法检测到的低浓度。”磷杂质迁移到凝固的晶棒中心，聚集在那里生产n型硅。
20世纪40年代初，人们逐渐开始认识到：来自元素周期表的第三列，碳、硅和锗的左边的元素导致p型硅；而第五列元素，例如磷，产生n型。 
资料来源：
Riordan M. & Hoddeson L."The origins of the pn junction". IEEE Spectrum, June 1997, pp. 46-51. 
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