鈍化層形成用組合物、帶鈍化層的半導(dǎo)體基板及其制造方法、太陽能電池元件及其制造方 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的鈍化層形成用組合物包含下述通式(I)所示的有機(jī)鋁化合物和選自烷醇鈦、烷醇鋯及烷醇硅中的至少一種烷醇鹽化合物。在下述通式(I)中，R1分別獨(dú)立地表示碳數(shù)1～8的烷基；n表示0～3的整數(shù)；X2及X3分別獨(dú)立地表示氧原子或亞甲基；R2、R3及R4分別獨(dú)立地表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基。
【專利說明】鈍化層形成用組合物、帶鈍化層的半導(dǎo)體基板及其制造方 法、太陽能電池元件及其制造方法、以及太陽能電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鈍化層形成用組合物、帶鈍化層的半導(dǎo)體基板及其制造方法、太陽能 電池元件及其制造方法、以及太陽能電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 對以往的硅太陽能電池元件的制造工序進(jìn)行說明。
[0003] 首先，為了促進(jìn)陷光效應(yīng)而實現(xiàn)高效率化，準(zhǔn)備在受光面?zhèn)刃纬捎屑y理結(jié)構(gòu)的P 型硅基板，接著，在氧氯化磷（POCl3)、氮?dú)狻⒀鯕獾幕旌蠚怏w氣氛中在800°C?900°C下進(jìn)行 數(shù)十分鐘的處理，均勻地形成η型擴(kuò)散層。
[0004] 在該以往的方法中，由于使用混合氣體進(jìn)行磷的擴(kuò)散，因此不僅在受光面的表面 形成η型擴(kuò)散層，而且在側(cè)面及背面也形成η型擴(kuò)散層。因此，為了除去形成于側(cè)面的η型 擴(kuò)散層而進(jìn)行側(cè)蝕刻。此外，形成于背面的η型擴(kuò)散層需要變換為P +型擴(kuò)散層。因此，在 整個背面涂布包含鋁粉末及粘合劑的鋁糊劑并對其進(jìn)行熱處理（燒成）而形成鋁電極，由 此使η型擴(kuò)散層成為P +型擴(kuò)散層，同時得到歐姆接觸。
[0005] 但是，由鋁糊劑形成的鋁電極的電導(dǎo)率低。因此，為了降低薄膜電阻，通常形成于 整個背面的鋁電極在熱處理（燒成）后必須具有IOum?20 μπι左右的厚度。進(jìn)而，由于 硅與鋁的熱膨脹率大不相同，因此，在熱處理（燒成）和冷卻的過程中，形成有鋁電極的硅 基板中產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)力，從而造成晶界損傷（damage)、結(jié)晶缺陷增長及翹曲。
[0006] 為了解決該問題，有減少鋁糊劑的涂布量而使背面電極層的厚度變薄的方法。但 是，如果減少鋁糊劑的涂布量，則從P型硅半導(dǎo)體基板的表面擴(kuò)散至內(nèi)部的鋁量變得不充 分。結(jié)果：無法實現(xiàn)所需的BSF (Back Surface Field，背場）效應(yīng)（因 P+型擴(kuò)散層的存在 而使生成載流子的收集效率提高的效應(yīng)），因此產(chǎn)生太陽能電池的特性降低的問題。
[0007] 基于上述情況，提出了通過在硅基板表面的一部分賦予鋁糊劑而局部地形成P+型 擴(kuò)散層和鋁電極的點接觸的方法（例如參照日本專利第3107287號公報）。
[0008] 此種在與受光面相反的一側(cè)（以下也稱為"背面?zhèn)?）具有點接觸結(jié)構(gòu)的太陽能電 池的情況下，需要在除鋁電極以外的部分的表面抑制少數(shù)載流子的再結(jié)合速度。作為用于 該用途的背面?zhèn)扔玫拟g化層（以下也簡稱為"鈍化層"），提出了 SiO2膜等（例如參照日本 特開2004-6565號公報）。作為因形成此種氧化膜所產(chǎn)生的鈍化效果，包括將硅基板的背面 表層部的硅原子的未結(jié)合鍵封端，從而使引起再結(jié)合的表面能級密度降低的效果。
[0009] 此外，作為抑制少數(shù)載流子的再結(jié)合的其它方法，包括利用鈍化層內(nèi)的固定電荷 所產(chǎn)生的電場來降低少數(shù)載流子密度的方法。這樣的鈍化效果通常被稱為電場效應(yīng)，并提 出了氧化鋁（Al 2O3)膜等作為具有負(fù)固定電荷的材料（例如參照日本專利第4767110號公 報）。
[0010] 這樣的鈍化層通常通過ALD(Atomic Layer Deposition，原子層沉積）法或 CVD (Chemical Vapor Depositor!，化學(xué)氣相沉積）法等方法形成（例如參照J(rèn)ournal of Applied Physics，104(2008)，113703-1 ?113703-7·)。此外，作為在半導(dǎo)體基板 上形成氧化鋁膜的簡便的方法，提出了利用溶膠凝膠法的方法（例如參照Thin Solid Films，517 (2009)，6327-6330 以及 Chinese Physics Letters，26(2009)，088102-1 ? 088102-4.)〇
[0011] 另一方面，若在硅基板的受光面?zhèn)刃纬烧凵渎蚀笄意g化效果也大的層，則能夠抑 制陷光效應(yīng)的提高和少數(shù)載流子的再結(jié)合速度，并且能夠提高太陽能電池的發(fā)電效率。例 如提出了通過利用溶膠凝膠法形成使鈦等金屬與鋁復(fù)合所得的氧化膜來增大膜的折射率 的方法（例如參照 Japanese Journal of Applied Physics、45 (2006)、5894 ?5901.) 〇


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的課題
[0013] Journal of Applied Physics、104(2008)、113703-1 ?113703-7.中記載的方法 包含蒸鍍等復(fù)雜的制造工序，所以存在難以提高生產(chǎn)率的情況。此外，在用于Thin Solid Films、517(2009)、6327 ?6330.及 Chinese Physics Letters、26(2009)、088102-1 ? 088102-4.所記載的方法的鈍化層形成用組合物中，會經(jīng)時性地產(chǎn)生凝膠化等不良情況， 保存穩(wěn)定性還難以稱得上充分。進(jìn)而，對于由Japanese Journal of Applied Physics、 45 (2006)、5894?5901.中記載的方法得到的鈍化層而言，其折射率還難以稱得上充分大， 存在源自氧化鈦的光催化作用的擔(dān)憂，可能對太陽能電池元件的密封樹脂賦予損傷。
[0014] 本發(fā)明鑒于以上的以往問題而完成，其課題在于提供能夠以簡便的方法形成所需 形狀且折射率充分大的鈍化層、并且保存穩(wěn)定性優(yōu)異的鈍化層形成用組合物。此外，本發(fā)明 的課題還在于提供具有使用該鈍化層形成用組合物所得的、折射率充分大的鈍化層的帶鈍 化層的半導(dǎo)體基板及其制造方法、太陽能電池元件及其制造方法、以及太陽能電池。
[0015] 用于解決課題的手段
[0016] 用于解決上述課題的具體手段如下所述。
[0017] 〈1> 一種鈍化層形成用組合物，其包含下述通式（I)所示的有機(jī)鋁化合物和選自 烷醇鈦、烷醇鋯及烷醇硅中的至少一種烷醇鹽化合物。
[0018] 【化1】
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種鈍化層形成用組合物，其包含下述通式（I)所示的有機(jī)鋁化合物和選自烷醇 鈦、烷醇鋯及烷醇硅中的至少一種烷醇鹽化合物，
通式（I)中，R1分別獨(dú)立地表示碳數(shù)1?8的烷基，η表示O?3的整數(shù)，X2及X3分別 獨(dú)立地表示氧原子或亞甲基，R2、R3及R4分別獨(dú)立地表示氫原子或碳數(shù)1?8的烷基。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化層形成用組合物，其還包含烷醇鈮。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈍化層形成用組合物，其中，所述烷醇鈮為選自乙醇鈮、異丙 醇鈮、正丙醇鈮、正丁醇鈮及苯酚鈮中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的鈍化層形成用組合物，其中，所述烷醇鹽化合物 至少包含所述烷醇鈦，所述烷醇鈦為選自甲醇鈦、乙醇鈦、異丙醇鈦、正丙醇鈦、正丁醇鈦、 叔丁醇鈦、異丁醇鈦、二異丙氧基雙乙酰丙酮鈦及四（2-乙基-1-己醇）鈦中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的鈍化層形成用組合物，其中，所述烷醇鹽化合 物至少包含所述烷醇鋯，所述烷醇鋯為選自乙醇鋯、異丙醇鋯、正丙醇鋯、正丁醇鋯、叔丁醇 鋯、乙酰丙酮鋯、三氟乙酰丙酮鋯及六氟乙酰丙酮鋯中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的鈍化層形成用組合物，其中，所述烷醇鹽化合物 至少包含所述烷醇硅，所述烷醇硅為下述通式（II)所示的烷醇硅， (R5O) (4_m)SiR6m (II) 通式（II)中，R5及R6分別獨(dú)立地表示碳數(shù)1?8的烷基，m表示0?3的整數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的鈍化層形成用組合物，其還包含樹脂。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項所述的鈍化層形成用組合物，其還包含下述通式 (III)所示的化合物
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9. 一種帶鈍化層的半導(dǎo)體基板，其具有半導(dǎo)體基板和設(shè)置于所述半導(dǎo)體基板上的整面 或一部分的鈍化層，所述鈍化層為權(quán)利要求1?8中任一項所述的鈍化層形成用組合物的 熱處理物。
10. -種帶鈍化層的半導(dǎo)體基板的制造方法，其包括： 對半導(dǎo)體基板上的整面或一部分賦予權(quán)利要求1?8中任一項所述的鈍化層形成用組 合物而形成組合物層的工序；和 對所述組合物層進(jìn)行熱處理而形成鈍化層的工序。
11. 一種太陽能電池元件，其具有： 將P型層及η型層進(jìn)行pn接合而成的半導(dǎo)體基板； 設(shè)置于所述半導(dǎo)體基板上的整面或一部分的鈍化層，所述鈍化層為權(quán)利要求1?8中 任一項所述的鈍化層形成用組合物的熱處理物；和 配置于所述半導(dǎo)體基板的選自所述P型層及η型層中的1個以上的層上的電極。
12. -種太陽能電池元件的制造方法，其包括： 對具有將P型層及η型層接合而成的pn結(jié)且在選自所述ρ型層及所述η型層中的1 個以上的層上具有電極的半導(dǎo)體基板的、具有所述電極的面的至少一部分，賦予權(quán)利要求 1?8中任一項所述的鈍化層形成用組合物而形成組合物層的工序；和 對所述組合物層進(jìn)行熱處理而形成鈍化層的工序。
13. -種太陽能電池，其具有權(quán)利要求11所述的太陽能電池元件和配置于所述太陽能 電池元件的電極上的布線材料。
【文檔編號】H01L31/18GK104471715SQ201380036883
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月12日
【發(fā)明者】足立修一郎, 吉田誠人, 野尻剛, 倉田靖, 田中徹, 織田明博, 早坂剛 申請人:日立化成株式會社