钝化层形成用组合物、带钝化层的半导体基板、带钝化层的半导体基板的制造方法、太阳 ...的制作方法
【专利摘要】本发明提供包含通式(I)：M(OR1)m所示的化合物、填料、液状介质和树脂的钝化层形成用组合物。通式(I)中，M包含选自Nb、Ta、V、Y及Hf中的至少1种金属元素。R1分别独立地表示碳数1～8的烷基或碳数6～14的芳基。m表示1～5的整数。
【专利说明】纯化层形成用组合物、带纯化层的半导体基板、带纯化层的 半导体基板的制造方法、太阳能电池元件、太阳能电池元件 的制造方法及太阳能电池
【技术领域】
[0001] 本发明设及纯化层形成用组合物、带纯化层的半导体基板、带纯化层的半导体基 板的制造方法、太阳能电池元件、太阳能电池元件的制造方法及太阳能电池。
【背景技术】
[0002] 对W往的娃太阳能电池元件的制造工序进行说明。
[0003] 首先，为了促进陷光效应而实现高效率化，准备在受光面侧形成有纹理结构的P 型娃基板，接着，在氧氯化磯（POCI3)、氮气及氧气的混合气体气氛中在800°c?900°C下进 行数十分钟的处理，均匀地形成n型扩散层。在该W往的方法中，由于使用混合气体进行磯 的扩散，因此不仅在受光面即表面形成n型扩散层，而且在侧面及背面也形成n型扩散层。 因此，为了除去形成于侧面的n型扩散层而进行侧蚀刻。此外，形成于背面的n型扩散层需 要变换为P+型扩散层。因此，在整个背面赋予包含侣粉末及粘合剂的侣糊剂并对其进行热 处理（烧成），由此使n型扩散层转化为P+型扩散层，并且形成侣电极而得到欧姆接触。
[0004] 但是，由侣糊剂形成的侣电极的电导率低。因此，为了降低薄膜电阻，通常形成于 整个背面的侣电极在热处理（烧成）后必须具有10 ym?20 ym左右的厚度。进而，由于 娃与侣的热膨胀率大不相同，因此，在热处理（烧成）和冷却的过程中，形成有侣电极的娃 基板中产生较大的内部应力，从而造成晶界损伤（damage)、结晶缺陷增长及翅曲。
[0005] 为了解决该问题，有减少侣糊剂的赋予量而使背面电极层的厚度变薄的方法。但 是，如果减少侣糊剂的赋予量，则从娃半导体基板的表面扩散至内部的侣量变得不充分。结 果：无法实现所需的BSF炬ack Surface Field,背场）效应（因P+型扩散层的存在而使生 成载流子的收集效率提高的效应），因此产生太阳能电池的特性降低的问题。
[0006] 基于上述情况，提出了通过在娃基板表面的一部分赋予侣糊剂而局部地形成P+型 扩散层和侣电极的点接触的方法（例如参照日本专利第3107287号公报）。
[0007] 此种在与受光面相反的面（W下也称为"背面"）具有点接触结构的太阳能电池 的情况下，需要在除侣电极W外的部分的表面抑制少数载流子的再结合速度。作为用于该 用途的纯化层，提出了 Si〇2膜等（例如参照日本特开2004-6565号公报）。作为因形成此 种Si化膜所产生的纯化效果，包括将娃基板的背面表层部的娃原子的未结合键封端，从而 使引起再结合的表面能级密度降低的效果。
[000引此外，作为抑制少数载流子的再结合的其它方法，包括利用纯化层内的固定电荷 所产生的电场来降低少数载流子密度的方法。该样的纯化效果通常被称为电场效应，并提 出了氧化侣（Al203)膜等作为具有负固定电荷的材料（例如参照日本专利第4767110号公 报）。
[0009] 该样的纯化层通常通过ALD (Atomic Layer Deposition,原子层沉积）法、 CVD (Chemical Vapor Depositor!，化学气相沉积）法等方法形成（例如参照Journal of Applied化ysics，104(2008)，113703-1?113703-7)。此外，作为在半导体基板上形成 氧化侣膜的简便的方法，提出了利用溶胶凝胶法的方法（例如参照化in Solid Films, 517 (2009)，6327-6330 W及 Chinese Physics Letters,26 (2009)，088102-1 ?088102-4)。
【发明内容】
[0010] 发明要解决的课题
[0011] Journal of Applied 化ysics，104 (2008)，113703-1 ?113703-7 中记载的方法包 含蒸锻等复杂的制造工序，所W存在难W提高生产率的情况。此外，在化in Solid Films, 517 (2009)，6327-6330 及 Chinese Physics Letters, 26 (2009)，088102-1 ?088102-4所记 载的方法中，用于溶胶凝胶法的纯化层形成用组合物会经时性地产生凝胶化等不良情况， 保存稳定性还难W称得上充分。
[0012] 此外，对于上述纯化层形成用组合物而言，赋予到半导体基板上时容易产生印刷 渗晕，因此还难W在半导体基板上形成所需图案形状的纯化层。另外，印刷渗晕是指赋予到 半导体基板上的纯化层形成用组合物扩散的现象。
[0013] 在此认为；在使用具有纹理等凹凸结构的基板制造太阳能电池的情况下，更容易 产生上述纯化层形成用组合物的印刷渗晕。此外，在制造上述具有点接触结构的太阳能电 池的情况下，按照在局部开设开口部（接触部）的图案形成纯化层形成用组合物。该开口 部的尺寸有时为例如直径0. 5mm W下、间距2mm W下，为了均质地形成图案，需要大幅地抑 制纯化层形成用组合物的印刷渗晕。
[0014] 本发明鉴于W上的W往问题而完成，其课题在于提供一种纯化层形成用组合物， 其保存稳定性优异，能够W简便的方法抑制印刷渗晕地形成所需形状的纯化层，并且能够 在半导体基板上形成纯化效果优异的纯化层。此外，本发明的课题还在于提供具有使用上 述纯化层形成用组合物而得到的、形成为所需形状且纯化效果优异的纯化层的带纯化层的 半导体基板、带纯化层的半导体基板的制造方法、太阳能电池元件、太阳能电池元件的制造 方法及太阳能电池。
[0015] 用于解决课题的手段
[0016] 用于解决上述课题的具体手段如下所述。
[0017] <1〉一种纯化层形成用组合物，其包含下述通式（I)所示的化合物、填料、液状介 质和树脂。
[001 引 M(0Ri)m 讯
[0019] 通式（I)中，M包含选自佩、Ta、V、Y及Hf中的至少1种金属元素。Ri分别独立 地表示碳数1?8的烧基或碳数6?14的芳基。m表示1?5的整数。
[0020] <2〉根据上述<1〉所述的纯化层形成用组合物，其还包含下述通式（II)所示的化 合物。
[0021] 【化1】
[0022]
【权利要求】
1. 一种钝化层形成用组合物，其包含下述通式（I)所示的化合物、填料、液状介质和树 脂， M^R1), (I) 通式（I)中，M包含选自Nb、Ta、V、Y及Hf中的至少1种金属元素，R1分别独立地表示 碳数1?8的烷基或碳数6?14的芳基，m表示1?5的整数。
2. 根据权利要求1所述的钝化层形成用组合物，其还包含下述通式（II)所示的化合 物，
通式（II)中，R2分别独立地表示碳数1?8的烷基，n表示0?3的整数，X2及X3分 别独立地表示氧原子或亚甲基，R3、R4及R5分别独立地表示氢原子或碳数1?8的烷基。
3. 根据权利要求1或2所述的钝化层形成用组合物，其中，所述填料包含选自二氧化 硅、氢氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化铝、氧化锆及碳化硅中的至少1种粒子。
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的钝化层形成用组合物，其中，所述填料的体积平 均粒径为0. 01ym?50ym。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的钝化层形成用组合物，其中，所述填料包含玻璃 粒子。
6. 根据权利要求5所述的钝化层形成用组合物，其中，所述玻璃粒子的玻璃软化点为 300。。?1000。。。
7. 根据权利要求2?6中任一项所述的钝化层形成用组合物，其中，所述通式（I)所 示的化合物及所述通式（II)所示的化合物的总含有率为0. 1质量％?80质量％，所述填 料的含有率为〇. 1质量％?50质量％，所述液状介质及所述树脂的总含有率为5质量％? 98质量％。
8. 根据权利要求1?7中任一项所述的钝化层形成用组合物，其用于在半导体基板上 形成钝化层。
9. 一种带钝化层的半导体基板，其具有半导体基板和设置于所述半导体基板上的整面 或一部分的钝化层，所述钝化层为权利要求1?8中任一项所述的钝化层形成用组合物的 热处理物。
10. -种带钝化层的半导体基板的制造方法，其包括： 在半导体基板上的整面或一部分赋予权利要求1?8中任一项所述的钝化层形成用组 合物而形成组合物层的工序；和 对所述组合物层进行热处理而形成钝化层的工序。
11. 一种太阳能电池元件，其具有： 将P型层及n型层进行pn接合而成的半导体基板； 设置于所述半导体基板上的整面或一部分的钝化层，所述钝化层为权利要求1?8中 任一项所述的钝化层形成用组合物的热处理物；和 设置于所述P型层及n型层中的至少一方的层上的电极。
12. -种太阳能电池元件的制造方法，其包括： 对将P型层及n型层进行pn接合而成的半导体基板的整面或一部分，赋予权利要求 1?8中任一项所述的钝化层形成用组合物而形成组合物层的工序； 对所述组合物层进行热处理而形成钝化层的工序；和 在所述P型层及所述n型层中的至少一方的层上形成电极的工序。
13. -种太阳能电池，其具有权利要求11所述的太阳能电池元件和配置于所述太阳能 电池元件的电极上的布线材料。
【文档编号】H01L31/18GK104488089SQ201380038207
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年7月19日 优先权日:2012年7月19日
【发明者】足立修一郎, 吉田诚人, 野尻刚, 仓田靖, 田中彻, 织田明博, 早坂刚, 服部孝司, 松村三江子, 渡边敬司, 森下真年, 滨村浩孝 申请人:日立化成株式会社