表面被覆膜的形成方法以及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以及具有按照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换为电能的半导体元件，有p-n接合型、pin型、Schottky 型等太阳能电池，特别是p-n接合型太阳能电池被广泛使用。上述娃结晶系太阳能电池中， 通过利用太阳光的入射光所引发的光激发而生成的少量载流子到达P-n接合面以后，从受 光面以及安装在背面的电极以大量载流子的形式向外部输出，形成电能。
[0003] 太阳能电池要求高的能量转换效率，然而，通过存在于电极面以外的基板表面的 界面态，原本可作为电流输出的载流子发生再结合而流失，导致转换效率的降低。
[0004] 因此，在高效率的太阳能电池中，在硅基板的表面，除了与电极的接触部外，形成 包含氮化硅（SiNx:H)膜、氧化硅（SiO 2)膜的钝化膜，通过抑制硅基板和钝化膜的界面处的 载流子再结合，以期提高转换效率。其中，作为钝化膜，设置氮化硅膜是主流。
[0005] 上述氮化硅膜也可作为抑制表面反射的防反射膜来使用，用来降低太阳能电池的 光的入射损失。另一方面，在设置包含氧化硅膜的钝化膜时，从防反射性的观点出发，需要 在其外侧设置氧化钛（TiO 2)等折射率高的膜。
[0006] 然而，上述氮化硅膜通过例如微波等离子体CVD法、RF等离子体CVD法、光CVD法、 热CVD法、MOCVD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，导致设置有膜的终产品的成本上升。
[0007] 因此，期望能够通过简易的方法形成可作为钝化膜使用的表面被覆膜、可降低终 产品的制造成本的表面被覆膜的形成方法。
[0008] 为了满足上述要求，提出有以下方法：例如，将包含硅化合物、和钛化合物的组合 物涂布在硅基板上以后，将涂布膜干燥、烧成，从而形成表面被覆膜的方法（专利文献1)。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :日本特开2003-179240号公报
【发明内容】
[0012] 发明要解决的课题
[0013] 然而，按照专利文献1中记载的方法，尽管可以以简易的方法形成表面被覆膜，但 具有利用该方法形成的表面被覆膜的终产品，在载流子的寿命等方面期望得到改善。
[0014] 本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种表面被覆膜的形成方法以及具 有通过该表面被覆膜的形成方法所形成的表面被覆膜的太阳能电池，对于该表面被覆膜的 形成方法而言，可通过简易的方法来形成表面被覆膜、从而降低终产品的制造成本，并可提 供载流子的寿命等性能优异的终产品。
[0015] 解决课题的手段
[0016] 本发明人等发现：使用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形成涂布膜后，将该涂布膜烧成，从而形成表面被覆膜，其中，上述表 面被覆膜形成用化合物成分包含：含有选自Si、Ti及Zr的元素且可溶于有机溶剂成分的化 合物、和含有选自原子价为3的金属元素的元素且可溶于有机溶剂成分的化合物，由此，可 以解决上述课题，从而完成了本发明。
[0017] 本发明的第1实施方式为一种表面被覆膜的形成方法，其包括：
[0018] 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 物涂布在被覆对象母材上以形成涂布膜的涂布工序，和
[0019] 将涂布膜烧成的烧成工序，其中，
[0020] 表面被覆膜形成用化合物成分包含：含有选自Si、Ti及Zr中的元素且可溶于所述 有机溶剂成分的化合物、和含有选自原子价为3的金属元素的元素且可溶于有机溶剂成分 的化合物。
[0021] 本发明的第2实施方式为一种太阳能电池，其具有按照第1实施方式所涉及的表 面被覆膜的形成方法形成的表面被覆膜。
[0022] 发明效果
[0023] 按照本发明，可以提供一种表面被覆膜的形成方法以及具有通过该表面被覆膜的 形成方法所形成的表面被覆膜的太阳能电池，对于该表面被覆膜的形成方法而言，其可通 过简易的方法来形成表面被覆膜、从而降低终产品的制造成本，并可提供载流子的寿命等 性能优异的终产品。
【具体实施方式】
[0024] 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。
[0025] 〔 1〕表面被覆膜形成用组合物
[0026] 本发明的形成方法中使用的表面被覆膜形成用组合物包含：含有选自Si、Ti及Zr 的元素且可溶于有机溶剂成分的化合物（下文也记作4价化合物。）、和含有选自原子价为 3的金属元素中的元素且可溶于有机溶剂成分的化合物（下文也记作3价化合物。）作为 表面被覆膜形成用化合物成分。3价化合物和4价化合物均会通过加热而变为氧化物。
[0027] 另外，表面被覆膜形成用组合物包含有机溶剂成分。上述4价化合物和3价化合 物可溶于有机溶剂成分，因此，可将表面被覆膜形成用组合物制备为均匀的溶液。因此，通 过使用包含4价化合物、3价化合物和有机溶剂成分的表面被覆膜形成用组合物，可以容易 地在被覆对象母材的表面形成均匀的涂布膜。
[0028] 下面按照顺序对4价化合物、3价化合物和有机溶剂成分进行说明。
[0029] 〈4价化合物〉
[0030] 4价化合物为含有选自Si、Ti及Zr的元素且可溶于有机溶剂成分的化合物。作 为含有选自Si、Ti及Zr的元素的4价化合物的例子，可以列举：Ti或Zr的硝酸盐，Si、Ti 或Zr的卤化物，在Si、Ti或Zr上键合有烷氧基之类的水解性基团的化合物，Ti或Zr上配 位了有机配体的有机金属络合物。也可以在有机金属络合物中的Ti或Zr上键合烷氧基之 类的水解性基团。4价化合物具有水解性基团的情况下，这种4价化合物的部分水解缩合 物也可以作为4价化合物来使用。关于4价化合物，也可以组合使用选自含有Si的硅化合 物、含有Ti的钛化合物、以及含有Zr的锆化合物中的2种以上。
[0031] 4价化合物的部分水解缩合物可以按照下述方式得到：在水和酸催化剂的存在 下，将具有可通过水解生成羟基的基团的硅化合物、钛化合物或锆化合物水解。酸催化剂可 以使用有机酸、无机酸中的任一种。
[0032] 作为无机酸，可以使用硫酸、磷酸、硝酸、盐酸等，其中，优选盐酸、硝酸。
[0033] 作为有机酸，可以使用甲酸、草酸、富马酸、马来酸、冰醋酸、醋酸酐、丙酸、正丁酸 等羧酸以及具有含硫的酸残基的有机酸。作为上述具有含硫的酸残基的有机酸，可以列举 有机磺酸，作为其酯化物，可以列举有机硫酸酯、有机亚硫酸酯等。
[0034] 关于水的添加量，相对于合计每1摩尔的用于水解的硅化合物、钛化合物或锆化 合物，优选在〇. 2~4. 0摩尔的范围。可以在添加了水之后再添加酸催化剂，或者，也可以 以预先将酸催化剂和水混合而成的酸水溶液的方式来添加。
[0035] 混合适宜必需量的有机溶剂来进行该水解。作为该有机溶剂，可以使用乙醇等醇 类。
[0036] 下面对4价化合物中的含有Si的硅化合物、含有Ti的钛化合物以及含有Zr的锆 化合物进行说明。
[0037] (硅化合物）
[0038] 作为硅化合物，只要是含有4价硅原子且可溶于有机溶剂成分的化合物即可，没 有特别限定。硅化合物例如像四烷氧基硅烷的部分水解缩合物