表面被覆膜的形成方法和具有表面被覆膜的太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及表面被覆膜的形成方法、和具有利用该方法形成的表面被覆膜的太阳 能电池。
【背景技术】
[0002] 太阳能电池是将光能转变成电能的半导体元件，有p_n接合型、pin型、肖特基型 等，p-n接合型尤其被广泛使用。这些硅结晶系太阳能电池在由太阳光的入射光引发的光 激发而产生的少数载流子到达P_n接合面之后，自安装在受光面及背面的电极以多个载流 子的形式向外部释放，从而产生电能。
[0003] 太阳能电池要求高的能量转换效率，但存在以下情况：经由在电极面以外的基板 表面存在的界面态，原本能够以电流的形式释放的载流子会复合而消失，从而导致转换效 率降低。
[0004] 因此，对于高效率太阳能电池而言，试图通过在硅基板的表面去除与电极的接点 部而形成包含氮化硅（SiNx:H)膜、氧化硅（Si02)膜的钝化膜，抑制硅基板和钝化膜的界面 的载流子复合，从而实现转换效率的提高。其中，作为钝化膜，最常的是设置氮化硅膜。
[0005] 上述氮化硅膜还可以作为用于使太阳能电池的光的入射损失减少的抑制表面反 射的防反射膜使用。但是，在设置包含氧化硅膜的钝化膜时，从防反射性的观点考虑，需要 在其外侧设置氧化钛（Ti02)膜等折射率高的膜（专利文献1、非专利文献1)。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本特开2011-159783号公报
[0009] 非专利文献
[0010] 非专利文献 1 :B.S.Richards、"ComparisonofTi02andOtherDielectric CoatingsforBuried-contactSolarCells：aReview''、Prog.Photovolt:Res. Appl. 2004 ；12 ：253-281
【发明内容】
[0011] 发明要解决的问题
[0012] 但是，上述氮化硅膜使用例如微波等离子体CVD法、RF等离子体CVD法、光CVD法、 热CVD法、M0CVD法等各种CVD法、或者通过EB蒸镀、MBE、离子镀、离子束法等各种蒸镀法、 溅射法等使用真空装置来形成。因此，设置了膜的最终产品的成本升高。
[0013] 本发明是鉴于上述问题而做出的发明，其目的在于，提供一种表面被覆膜的形成 方法，其能通过简单的形成方法形成特性优异的表面被覆膜，降低最终产品的制造成本。本 发明的目的还在于，提供具有利用这样的方法形成的表面被覆膜的太阳能电池。
[0014] 用于解决问题的手段
[0015] 本发明人等发现，具有选自Si、Ti、Zr元素中的2种以上元素的表面被覆膜作为太 阳能电池的防反射膜、钝化膜是有效的，从而完成了本发明。更具体而言，本发明提供如下 内容。
[0016] 本发明的第1实施方式提供一种具有选自Si、Ti、Zr元素中的2种以上元素的表 面被覆膜的形成方法，其包括以下工序：涂布工序，将包含表面被覆膜形成用化合物成分和 有机溶剂成分的表面被覆膜形成用组合物涂布于被覆对象基材，形成涂布膜，其中，所述表 面被覆膜形成用化合物成分具有选自Si、Ti、Zr元素的2种以上元素；烧成工序，对所述涂 布膜进行烧成。
[0017] 本发明的第2实施方式提供一种太阳能电池，其具有利用本发明的第1实施方式 的表面被覆膜的形成方法形成的表面被覆膜。
[0018] 发明的效果
[0019] 根据本发明，能够利用简单的形成方法形成特性优异的表面被覆膜，能够降低太 阳能电池等最终产品的制造成本。此外，利用本发明的形成方法，在将表面被覆膜设置在太 阳能电池的表面时，能够获得兼具钝化膜和防反射膜的表面被覆膜。
【具体实施方式】
[0020] 以下，对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于此。
[0021] 〔1〕表面被覆膜形成用组合物
[0022] 本发明的形成方法中使用的表面被覆膜形成用组合物没有特别限定地含有可溶 于有机溶剂、加热时会变成氧化物的Si、Ti、Zr元素的化合物类（分别称为硅烷化合物、钛 化合物、锆化合物。）。作为这样的化合物类，可以列举出例如：上述各元素的硝酸盐、氯化 物、醇化物及乙酰丙酮化物、醇化物及乙酰丙酮化物的部分水解产物等。其中，优选采用上 述各元素的醇化物及乙酰丙酮化物、它们的部分水解产物。
[0023] 作为醇化物，例如可以使用下述通式（1)~（3)表示的化合物。
[0024] R^SiX^.....⑴
[0025] (n表示2~4的整数。R1表示有机基团，X1表示烷氧基。）
[0026] R24_nTiX2n.....⑵
[0027] (n表不2~4的整数。R2表不有机基团，X2表不烷氧基。）
[0028] R34_nZrX3n.....(3)
[0029] (n表不2~4的整数。R3表不有机基团，X3表不烷氧基。）
[0030] 作为R1~R3的有机基团，没有特别限定，可以使用广范围的基团，可以列举出例 如：直链或支链的烷基、烯基、炔基或具有亲水性基团的基团。作为烷基、烯基、炔基，可以列 举出与后述的R4同样的基团。此外，作为具有亲水性基团的有机基团，例如可以例示以下 的通式（4)表示的基团。
[0031]R4-ES-R5-.....(4)
[0032] 其中，R4表示直链或支链的烷基、烯基、炔基，ES表示酯键，R5表示亚烷基。上述烷 基、烯基、炔基优选碳数为1~10,更优选碳数为2~6。此外，上述亚烷基优选碳数为1~ 10,更优选碳数为2~6。
[0033] 作为所述亲水性基团，可以列举出例如：羟基、羰基、醚基，羰基中，尤其可以列举 酯基（酯键）。此外，R1~R3的碳数优选为1~20,更优选为1~6。
[0034] 通式（1)~（3)表示的化合物中分别存在2个有机基团R1~R3时，各有机基团可 以相同也可以互不相同。
[0035]X1~X3为烷氧基，特别优选为碳数1~5的烷氧基。作为碳数1~5的烷氧基， 可以列举出例如：甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔 丁氧基等直链或支链的烷氧基。式中存在2个以上X1~X3时，X1~X3可以相同也可以不 同。
[0036] 作为通式（1)表示的硅烷化合物，可以列举出例如：乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基 三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅 烷、2-(3,4-环氧基环己基）乙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三 甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基）-3_氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、 二烯丙基二甲氧基硅烷、二烯丙基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、 烯丙基氨基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲 氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅 烧、四异丁氧基硅烷、^?异丙氧基^正丁氧基硅烷、^叔丁氧基^异丙氧基硅烷、四叔丁氧 基硅烷、四异辛氧基硅烷、四硬脂氧基硅烷等。
[0037] 作为通式⑵表示的钛化合物，可以列举出例如：稀丙基三甲氧基钛、烯丙基三乙 氧基钛、二烯丙基二甲氧基钛、二烯丙基二乙氧基钛、烯丙基氨基三甲氧基钛、四甲氧基钛、 四乙氧基钛、四正丙氧基钛、四异丙氧基钛、四正丁氧基钛、四异丁氧基钛、二异丙氧基二正 丁氧基钛、二叔丁氧基二异丙氧基钛、四叔丁氧基钛、四异辛氧基钛、四硬脂氧基钛等。
[0038] 作为通式⑶表示的锆化合物，可以列举出例如：稀丙基三甲氧基锆、烯丙基三乙 氧基锆、二烯丙基二甲氧基锆、二烯丙基二乙氧基锆、烯丙基氨基三甲氧基锆、四甲氧基锆、 四乙氧基锆、四正丙氧基锆、四异丙氧基锆、四正丁氧基锆、四异丁氧基锆、二异丙氧基二正 丁氧基锆、二叔丁氧基二异丙氧基锆、四叔丁氧基锆、四异辛氧基锆、四硬脂氧基锆等。
[0039] 本发明中使用的表面被覆膜形成用组合物需要使用Si、Ti、Zr元素的化合物类中 的任意2种以上。其中，特别优选组合使用硅烷化合物和钛化合物、或者硅烷化合物和锆化 合物。
[0040] 对于硅烷化合物与钛化合物的比，以分别换算成成为氧化物时的质量比、即换算 成310 2与换算成Ti02时的质量比计，优选为1 : 99~97 : 3,更优选为3 : 97~80 : 20， 进一步优选为5 : 95~75 : 25,特别优选为10 : 90~60 : 40。
[0041] 此外，关于硅烷化合物与锆化合物的比，以分别换算成成为氧化物时的质量比、即 换算成3102与换算成Zr02时的质量比计，优选为1 : 99~97 : 3,更优选为3