鈍化層形成用組合物、帶鈍化層的半導(dǎo)體基板、帶鈍化層的半導(dǎo)體基板的制造方法、太陽 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鈍化層形成用組合物，其包含通式(I)：M(OR1)m所表示的化合物、和選自由脂肪酸酰胺、聚亞烷基二醇化合物及有機填料組成的組中的至少1種。M包含選自由Nb、Ta、V、Y及Hf組成的組中的至少1種金屬元素。R1分別獨立地表示碳原子數(shù)為1～8的烷基或碳原子數(shù)為6～14的芳基。m表示1～5的整數(shù)。
【專利說明】鈍化層形成用組合物、帶鈍化層的半導(dǎo)體基板、帶鈍化層的 半導(dǎo)體基板的制造方法、太陽能電池元件、太陽能電池元件 的制造方法及太陽能電池

【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、帶鈍化層的半導(dǎo)體基 板的制造方法、太陽能電池元件、太陽能電池元件的制造方法及太陽能電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 對以往的硅太陽能電池元件的制造工序進行說明。
[0003] 首先，為了促進光局限（opticalconfinement)效應(yīng)而謀求高效率化，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（P〇Cl3)、氮氣及氧氣的混合氣體氣氛 中在800°C?900°C下進行數(shù)十分鐘的處理而均勻地形成n型擴散層。在該以往的方法中， 由于使用混合氣體來進行磷的擴散，所以不僅在作為受光面的表面形成n型擴散層，而且 在側(cè)面及背面也形成n型擴散層。因此，進行用于除去形成于側(cè)面的n型擴散層的側(cè)蝕刻。 此外，形成于背面的n型擴散層需要轉(zhuǎn)換成p+型擴散層。因此，通過在整個背面賦予鋁糊 齊U，并對其進行熱處理（燒成），從而將n型擴散層轉(zhuǎn)換成p+型擴散層，同時形成鋁電極而 獲得歐姆接觸。
[0004] 然而，由鋁糊劑形成的鋁電極的導(dǎo)電率低。因此為了降低薄膜電阻，通常形成于背 面整面的鋁電極在熱處理（燒成）后必須具有10ym?20i!m左右的厚度。進而，由于硅 與鋁的熱膨脹率大不相同，所以在形成有鋁電極的硅基板中，在熱處理（燒成）及冷卻的過 程中，使硅基板中產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)力，成為晶界的損傷、結(jié)晶缺陷增長及翹曲的原因。
[0005] 為了解決該問題，有減少鋁糊劑的賦予量而使背面電極層的厚度變薄的方法。然 而，若減少鋁糊劑的賦予量，則從P型硅半導(dǎo)體基板的表面擴散至內(nèi)部的鋁的量變得不充 分。其結(jié)果是，無法達成所期望的BSF(BackSurfaceField，背場）效果（因p+型擴散層 的存在而使生成載流子的收集效率提高的效果），因此產(chǎn)生太陽能電池的特性降低的問題。
[0006] 基于上述情況，提出了在硅基板表面的一部分上賦予鋁糊劑而局部地形成p+型擴 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）。
[0007] 這樣的在與受光面相反的一面（以下，也稱為"背面"）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 于該用途的背面用的鈍化層，提出了Si02膜等（例如，參照日本特開2004-6565號公報）。 作為因形成這樣的Si02膜而產(chǎn)生的鈍化效果，有將硅基板的背面的表層部的硅原子的未鍵 合點封端，從而使成為再結(jié)合的原因的表面能級密度降低的效果。
[0008] 此外，作為抑制少數(shù)載流子的再結(jié)合的其他方法，有利用鈍化層內(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（A1203)膜等作為具有負的固定電荷的材料（例如參照日本專利第4767110號公 報）。
[0009] 這樣的鈍化層通常通過ALD(AtomicLayerDeposition,原子層沉積）法、 CVD(ChemicalVaporDeposition,化學(xué)氣相沉積）法等方法形成（例如，參照Journal ofAppliedPhysics，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ThinSolidFilms， 517(2009)，6327-6330、及ChinesePhysicsLetters，26(2009)，088102-1 ?088102-4)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的課題
[0011]JournalofAppliedPhysics，104(2008)，113703-1 ?113703-7 中記載的方法由 于包含蒸鍍等復(fù)雜的制造工序，所以有時難以提高生產(chǎn)率。此外，就ThinSolidFilms， 517 (2009)，6327-6330、及ChinesePhysicsLetters，26(2009)，088102-1 ?088102-4 中 記載的方法中使用的鈍化層形成用組合物而言，經(jīng)時地發(fā)生凝膠化等不良情況，保存穩(wěn)定 性難以稱得上充分。進而，關(guān)于使用包含除鋁以外的金屬元素的氧化物而具有優(yōu)異的鈍化 效果的鈍化層的研究迄今為止并未充分進行。
[0012] 本發(fā)明鑒于以上的以往的問題而完成，其課題在于提供能夠通過簡便的方法形成 所期望的形狀的鈍化層、保存穩(wěn)定性優(yōu)異、進而涂膜均勻性優(yōu)異的鈍化層形成用組合物。此 夕卜，本發(fā)明的課題在于提供使用了該鈍化層形成用組合物的帶鈍化層的半導(dǎo)體基板、太陽 能電池元件及太陽能電池。進而本發(fā)明的課題在于提供使用了該鈍化層形成用組合物的帶 鈍化層的半導(dǎo)體基板及太陽能電池元件的制造方法。
[0013] 用于解決課題的方案
[0014] 用于解決上述課題的具體方案如下所述。
[0015] 〈1> 一種鈍化層形成用組合物，其包含下述通式（I)所表示的化合物、和選自由脂 肪酸酰胺、聚亞烷基二醇化合物及有機填料組成的組中的至少1種。
[0016] (I)
[0017] 式中，M包含選自由Nb、Ta、V、Y及Hf組成的組中的至少1種金屬元素。R1分別 獨立地表示碳原子數(shù)為1?8的烷基或碳原子數(shù)為6?14的芳基。m表示1?5的整數(shù)。
[0018] 〈2>根據(jù)上述〈1>所述的鈍化層形成用組合物，其還含有下述通式（II)所表示的 化合物。
[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)所表示的化合物、和選自由脂肪酸 酰胺、聚亞烷基二醇化合物及有機填料組成的組中的至少1種， M(OR1)m (I) 式中，M包含選自由Nb、Ta、V、Y及Hf組成的組中的至少1種金屬元素；R1分別獨立地 表示碳原子數(shù)為1?8的烷基或碳原子數(shù)為6?14的芳基；m表示1?5的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化層形成用組合物，其還含有下述通式（II)所表示的化合 物，
式中，R2分別獨立地表示碳原子數(shù)為1?8的烷基；n表示0?3的整數(shù)；X2及X3分別 獨立地表示氧原子或亞甲基；R3、R4及R5分別獨立地表示氫原子或碳原子數(shù)為1?8的烷 基。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈍化層形成用組合物，其包含所述聚亞烷基二醇化合物， 且所述聚亞烷基二醇化合物包含選自下述通式（III)所表示的化合物中的至少1種，
式（III)中，R6及R7分別獨立地表示氫原子或烷基，R8表示亞烷基；n為3以上的整數(shù)； 其中存在多個的R8可以相同也可以不同。
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，其包含所述脂肪酸酰胺， 且所述脂肪酸酰胺包含選自由下述通式（1)所表示的化合物、（2)所表示的化合物、（3)所 表示的化合物及（4)所表示的化合物組成的組中的至少1種， R9CONH2 ---- (1) R9C0NH-R1ci-NHC0R9 ---- (2) R9NHC0-R1ci-C0NHR9 ---- (3) R9CONH-Rici-N(R11)2 ---- (4) 通式（1)、（2)、（3)及（4)中，R9及R11分別獨立地表示碳原子數(shù)為1?30的烷基或碳 原子數(shù)為2?30的烯基，Rltl表示碳原子數(shù)為1?10的亞烷基；多個R11可以相同也可以不 同。
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，其包含所述有機填料， 且所述有機填料包含選自由丙烯酸樹脂、纖維素樹脂及聚苯乙烯樹脂組成的組中的至少I種。
6. -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上的權(quán)利要求1?5中任一項所述的鈍化層 形成用組合物的熱處理物即鈍化層。
7. -種帶鈍化層的半導(dǎo)體基板的制造方法，其具有以下工序： 在半導(dǎo)體基板上的整面或一部分上賦予權(quán)利要求1?5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 對所述組合物層進行熱處理而形成鈍化層的工序。
8. -種太陽能電池元件，其具有： P型層及n型層進行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上的權(quán)利要求1?5中任一項所述的鈍化層 形成用組合物的熱處理物即鈍化層、和 配置于選自由所述P型層及所述n型層組成的組中的1個以上的層上的電極。
9. 一種太陽能電池元件的制造方法，其具有以下工序： 在具有P型層及n型層接合而成的pn結(jié)、且在選自由所述p型層及所述n型層組成的 組中的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一個或兩個面上賦 予權(quán)利要求1?5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 對所述組合物層進行熱處理而形成鈍化層的工序。
10. -種太陽能電池，其具有： 權(quán)利要求8所述的太陽能電池元件、和 設(shè)置于所述太陽能電池元件的電極上的布線材料。
【文檔編號】H01L31/068GK104508830SQ201380038106
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月19日
【發(fā)明者】早坂剛, 吉田誠人, 野尻剛, 倉田靖, 田中徹, 織田明博, 足立修一郎, 服部孝司, 松村三江子, 渡邊敬司, 森下真年, 濱村浩孝 申請人:日立化成株式會社