n型擴(kuò)散層形成用組合物、n型擴(kuò)散層的制造方法以及太陽(yáng)能電池元件的制造方法
【專利摘要】一種n型擴(kuò)散層形成用組合物，其包括：含有P2O5、SiO2及CaO的玻璃粉末，以及分散介質(zhì)。通過將該n型擴(kuò)散層形成用組合物涂布于半導(dǎo)體基板上并實(shí)施熱擴(kuò)散處理，從而制造n型擴(kuò)散層、及具有n型擴(kuò)散層的太陽(yáng)能電池元件。
【專利說(shuō)明】η型擴(kuò)散層形成用組合物、η型擴(kuò)散層的制造方法以及太陽(yáng)能電池元件的制造方法
[0001]本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?01280035500.8的發(fā)明專利的分案申請(qǐng)，母案申請(qǐng)日為2012年7月17日，母案發(fā)明名稱與上述名稱相同。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池元件的η型擴(kuò)散層形成用組合物、η型擴(kuò)散層的制造方法以及太陽(yáng)能電池元件的制造方法。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及一種可在作為半導(dǎo)體基板的硅的特定部分形成η型擴(kuò)散層的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]對(duì)以往的硅太陽(yáng)能電池元件的制造工序進(jìn)行說(shuō)明。
[0004]首先，為了促進(jìn)光陷落效應(yīng)來(lái)謀求高效率化，準(zhǔn)備在受光面形成有紋理結(jié)構(gòu)的P型硅基板，接下來(lái)，在作為含施主元素的化合物的氧氯化磷(POCI3)、氮?dú)?、氧氣的混合氣體環(huán)境下，以800°C?900°C進(jìn)行幾十分鐘的處理而同樣地形成η型擴(kuò)散層。在該以往的方法中，因使用混合氣體來(lái)進(jìn)行磷的擴(kuò)散，所以不僅在表面形成η型擴(kuò)散層，而且在側(cè)面、背面也形成η型擴(kuò)散層。因此，需要用于去除側(cè)面的η型擴(kuò)散層的側(cè)蝕工序。另外，背面的η型擴(kuò)散層必須轉(zhuǎn)換成P+型擴(kuò)散層，在背面的η型擴(kuò)散層上賦予鋁糊劑，通過鋁的擴(kuò)散而由η型擴(kuò)散層轉(zhuǎn)換成P+型擴(kuò)散層。
[0005]另一方面，在半導(dǎo)體的制造領(lǐng)域中，提出了如下的方法:作為含施主元素的化合物，涂布含有五氧化二磷(P2O5)或磷酸二氫銨(NH4H2PO4)等磷酸鹽的溶液，由此形成η型擴(kuò)散層(例如參照日本特開2002-75894號(hào)公報(bào))。另外，為了形成擴(kuò)散層，將含有磷作為施主元素的糊劑作為擴(kuò)散源涂布于硅基板表面上，并進(jìn)行熱擴(kuò)散來(lái)形成擴(kuò)散層的技術(shù)也為人所知(例如參照日本專利第4073968號(hào)公報(bào))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]但是，在這些方法中，施主元素或含有其的化合物從作為擴(kuò)散源的溶液、或糊劑中飛散，因此與使用上述混合氣體的氣相反應(yīng)法相同，在形成擴(kuò)散層時(shí)磷也擴(kuò)散至側(cè)面及背面，因而在所涂布的部分以外也形成η型擴(kuò)散層。
[0008]這樣，當(dāng)形成η型擴(kuò)散層時(shí)，在使用氧氯化磷的氣相反應(yīng)中，不僅在原本需要η型擴(kuò)散層的一面(通常為受光面或表面)形成η型擴(kuò)散層，而且在另一面(非受光面或背面)或側(cè)面也形成η型擴(kuò)散層。另外，在涂布包含含有磷的化合物的溶液、或糊劑并使其熱擴(kuò)散的方法中，與氣相反應(yīng)法相同，在表面以外也形成η型擴(kuò)散層。因此，為使元件具有ρη結(jié)結(jié)構(gòu)，必須在側(cè)面進(jìn)行蝕刻，在背面將η型擴(kuò)散層轉(zhuǎn)換成P型擴(kuò)散層。通常，在背面涂布作為第13族元素的鋁的糊劑，并進(jìn)行燒成，從而將η型擴(kuò)散層轉(zhuǎn)換成P型擴(kuò)散層。進(jìn)而，在先前為人所知的將含有磷等施主元素的糊劑作為擴(kuò)散源進(jìn)行涂布的方法中，含有施主元素的化合物揮散氣化，也向需要擴(kuò)散的區(qū)域以外擴(kuò)散，因此難以選擇性地在特定的區(qū)域形成擴(kuò)散層。
[0009]本發(fā)明是鑒于以上的以往的問題點(diǎn)而完成的發(fā)明，其課題在于提供一種η型擴(kuò)散層形成用組合物、η型擴(kuò)散層的制造方法以及太陽(yáng)能電池元件的制造方法，上述η型擴(kuò)散層形成用組合物可應(yīng)用于使用了半導(dǎo)體基板的太陽(yáng)能電池元件的制造，其不會(huì)在不需要的區(qū)域形成η型擴(kuò)散層，且可在特定的區(qū)域形成η型擴(kuò)散層。
[0010]用于解決課題的手段
[0011 ] 解決上述課題的手段如下。
[0012]<1> 一種η型擴(kuò)散層形成用組合物，其包括:含有P205、Si02及CaO的玻璃粉末；以及分散介質(zhì)。
[0013]<2>如上述〈1>所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物，其中，所述玻璃粉末含有20摩爾％以上且50摩爾％以下的P2O5, 30摩爾％以上且70摩爾％以下的SiO2, 2摩爾％以上且30摩爾％以下的CaO。
[0014]<3>如上述〈1>或〈2>所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物，其中，所述玻璃粉末的體積平均粒徑為IOym以下。
[0015]<4>如上述<1>?〈3>中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物，其包含總質(zhì)量的I質(zhì)量％以上且30質(zhì)量％以下的所述玻璃粉末。
[0016]<5>如上述〈1>?〈4>中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物，其粘度為IPa.s以上且500Pa.s以下。
[0017]<6>如上述<1>?〈5>中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物，其中，所述分散介質(zhì)包含選自萜品醇及丁基卡必醇乙酸酯中的至少I種。
[0018]<7>如上述<1>?〈6>中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物，其中，所述分散介質(zhì)包含乙基纖維素。
[0019]<8> 一種η型擴(kuò)散層的制造方法，其包括:
[0020]在半導(dǎo)體基板上賦予上述〈1>?〈7>中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物的工序；以及對(duì)被賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物的半導(dǎo)體基板實(shí)施熱擴(kuò)散處理，從而形成η型擴(kuò)散層的工序。
[0021]<9>如上述〈8>所述的η型擴(kuò)散層的制造方法，其中，所述熱擴(kuò)散處理的溫度為800。。?1000。。。
[0022]<10>如上述<8>或〈9>所述的η型擴(kuò)散層的制造方法，其還包括:在所述熱擴(kuò)散處理之前，以80°C以上且300°C以下的溫度對(duì)被賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物的半導(dǎo)體基板進(jìn)行熱處理，從而將該η型擴(kuò)散層形成用組合物中所含有的分散介質(zhì)的至少一部分去除的工序。
[0023]<11>如上述〈8>?〈10>中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層的制造方法，其還包括:在所述熱擴(kuò)散處理之前，以超過300°C且800°C以下的溫度對(duì)被賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物的半導(dǎo)體基板進(jìn)行熱處理，從而將該η型擴(kuò)散層形成用組合物中所含有的分散介質(zhì)的至少一部分去除的工序。
[0024]<12>如上述〈8>?〈11>中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層的制造方法，其還包括:在所述熱擴(kuò)散處理之后，利用氫氟酸對(duì)形成在半導(dǎo)體基板上的η型擴(kuò)散層的表面進(jìn)行蝕刻處
理的工序。[0025]<13> 一種太陽(yáng)能電池元件的制造方法，其包括:
[0026]在半導(dǎo)體基板上賦予上述〈1>?〈7>中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物的工序；對(duì)被賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物的半導(dǎo)體基板實(shí)施熱擴(kuò)散處理，從而形成η型擴(kuò)散層的工序；以及在所形成的η型擴(kuò)散層上形成電極的工序。
[0027]<14>上述〈1>?〈7>中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物的用途，其用于η型擴(kuò)散層的制造中。
[0028]<15>上述〈1>?〈7>中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物的用途，其使用于太陽(yáng)能電池元件的制造中，其中該太陽(yáng)能電池元件包括半導(dǎo)體基板、η型擴(kuò)散層以及電極。
[0029]發(fā)明效果
[0030]根據(jù)本發(fā)明，可提供一種η型擴(kuò)散層形成用組合物、η型擴(kuò)散層的制造方法以及太陽(yáng)能電池元件的制造方法，上述η型擴(kuò)散層形成用組合物可應(yīng)用于使用半導(dǎo)體基板的太陽(yáng)能電池元件的制造，其可在不需要的區(qū)域不形成η型擴(kuò)散層而在特定的區(qū)域部分形成η型擴(kuò)散層。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是概念性地表示本發(fā)明的太陽(yáng)能電池元件的制造工序的一例的剖面圖。
[0032]圖2Α是從表面所觀察到的太陽(yáng)能電池元件的平面圖。
[0033]圖2Β是將圖2Α的一部分放大表示的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]首先，對(duì)本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成用組合物進(jìn)行說(shuō)明，然后對(duì)使用η型擴(kuò)散層形成用組合物的η型擴(kuò)散層及太陽(yáng)能電池元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0035]在本說(shuō)明書中，“工序”這一用語(yǔ)不僅是指獨(dú)立的工序，當(dāng)無(wú)法與其他工序明確地加以區(qū)分時(shí)，只要達(dá)成該工序的預(yù)期的作用，則也包含在本用語(yǔ)中。另外，在本說(shuō)明書中，使用“?”所表示的數(shù)值范圍表示包括“?”的前后所記載的數(shù)值分別作為最小值及最大值的范圍。進(jìn)而，在本說(shuō)明書中，組合物中的各成分的量當(dāng)在組合物中存在多個(gè)相當(dāng)于各成分的物質(zhì)時(shí)，只要事先無(wú)特別說(shuō)明，則表示組合物中所存在的該多個(gè)物質(zhì)的合計(jì)量。
[0036]本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成用組合物包括至少含有己05、5102及0&0的玻璃粉末(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為“玻璃粉末”)，以及分散介質(zhì)，進(jìn)而考慮組合物的賦予適應(yīng)性(涂布性)等，根據(jù)需要也可含有其他添加劑。
[0037]這里，所謂η型擴(kuò)散層形成用組合物，是指:包括含施主元素的玻璃粉末，且通過將其賦予至半導(dǎo)體基板上后使該施主元素?zé)釘U(kuò)散可形成η型擴(kuò)散層的材料。通過使用玻璃粉末中含有施主元素的η型擴(kuò)散層形成用組合物，可在所期望的部位形成η型擴(kuò)散層，不在背面或側(cè)面形成不需要的η型擴(kuò)散層。
[0038]因此，若應(yīng)用本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成用組合物，則不需要先前廣泛采用的氣相反應(yīng)法中所必需的側(cè)蝕工序，從而使工序簡(jiǎn)化。另外，也不需要將形成在背面的η型擴(kuò)散層轉(zhuǎn)換成P+型擴(kuò)散層的工序。因此，背面的P+型擴(kuò)散層的形成方法，或者背面電極的材質(zhì)、形狀及厚度并無(wú)限制，所應(yīng)用的制造方法或材質(zhì)、形狀的選擇自由度擴(kuò)大。另外，由背面電極的厚度所引起的半導(dǎo)體基板內(nèi)的內(nèi)部應(yīng)力的產(chǎn)生得到抑制，半導(dǎo)體基板的翹曲也得到抑制，詳細(xì)情況將后述。進(jìn)而，也可形成使電極正下方的施主元素濃度比其他部分高的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)。
[0039]需要說(shuō)明的是，通過燒成而使本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成用組合物中所含有的玻璃粉末熔融，會(huì)在η型擴(kuò)散層上形成玻璃層。但是，在以往的氣相反應(yīng)法或者賦予含有磷酸鹽的溶液或糊劑的方法中，也在η型擴(kuò)散層上形成玻璃層，因此，本發(fā)明中所生成的玻璃層可與先前的方法同樣地通過蝕刻來(lái)去除。因此，即使與先前的方法相比，本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成用組合物既不產(chǎn)生不需要的產(chǎn)物，也不增加工序。
[0040]另外，玻璃粉末中的施主元素即使在燒成中也不易揮散，因此因揮散氣體的產(chǎn)生而不僅在表面形成η型擴(kuò)散層，甚至也在背面或側(cè)面形成η型擴(kuò)散層的情況得以抑制。作為其理由，可認(rèn)為施主元素與玻璃粉末中的其他元素結(jié)合、或被導(dǎo)入至玻璃中，因此不易揮散。
[0041]如此，本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成用組合物可在所期望的部位形成所期望的濃度的η型擴(kuò)散層，因此可形成η型施主元素(摻雜劑)的濃度高的選擇性的區(qū)域。但是，通常通過作為η型擴(kuò)散層的一般的方法的氣相反應(yīng)法、或使用含有磷酸鹽的溶液的方法，難以形成η型施主元素的濃度高的選擇性的區(qū)域。
[0042]對(duì)本發(fā)明的玻璃粉末進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0043]本發(fā)明的玻璃粉末包含施主元素。所謂施主元素，是指通過在半導(dǎo)體基板中擴(kuò)散(摻雜)而能夠形成η型擴(kuò)散層的元素。在本發(fā)明中，使用P(磷)作為施主元素。使用P2O5作為用于將施主元素導(dǎo)入至玻璃粉末中的含施主元素的物質(zhì)。
[0044]另外，玻璃粉末至少含有SiO2及CaO作為玻璃成分物質(zhì)。
[0045]本發(fā)明的玻璃粉末將作為含施主元素的物質(zhì)的P2O5與作為玻璃成分物質(zhì)的SiO2及CaO加以組合，從而吸濕性低，保存穩(wěn)定性優(yōu)異。因此，即使在長(zhǎng)期保存后，玻璃粉末中的施主成分在燒成中也不易揮散，因此因揮散氣體的產(chǎn)生而不僅在表面，甚至在背面或側(cè)面也形成η型擴(kuò)散層的情況得以抑制。
[0046]玻璃粉末中的含施主元素的物質(zhì)及玻璃成分物質(zhì)的含有比率理想的是考慮熔融溫度、軟化溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、化學(xué)耐久性、蝕刻特性等來(lái)適當(dāng)設(shè)定。具體而言，從耐水性、熔融溫度、擴(kuò)散能力的觀點(diǎn)出發(fā)，玻璃粉末中所含有的P2O5的摩爾分率優(yōu)選為20摩爾％?50摩爾％，更優(yōu)選為25摩爾％?45摩爾％。從耐水性、熔融溫度、蝕刻特性的觀點(diǎn)出發(fā)，SiO2的摩爾分率優(yōu)選為30摩爾％?70摩爾%，更優(yōu)選為35摩爾％?65摩爾V0。從耐水性、熔融溫度、蝕刻特性的觀點(diǎn)出發(fā)，CaO的摩爾分率優(yōu)選為2摩爾％?30摩爾％，優(yōu)選為5摩爾％?25摩爾％。
[0047]進(jìn)而，上述玻璃粉末中可通過P2O5與SiO2及CaO而將摩爾分率設(shè)為100%，但除這些以外，還可包含以下的玻璃成分物質(zhì)。作為可追加的玻璃成分物質(zhì)，可列舉:K20、Na20、Li20、BaO、SrO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V205、SnO、ZrO2Λ MoO3Λ La2O3' Nb2O5' Ta2O5' Y203、Ti02、Zr02、Ge02、Al203、Te02及Lu2O3等。根據(jù)需要對(duì)SiO2及CaO以外的其他玻璃成分物質(zhì)的成分比率進(jìn)行調(diào)整，由此可控制熔融溫度、軟化溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、化學(xué)耐久性等。當(dāng)玻璃粉末包含SiO2及CaO以外的玻璃成分物質(zhì)時(shí)，從耐水性、熔融溫度、蝕刻特性、擴(kuò)散能力的觀點(diǎn)出發(fā)，可將SiO2及CaO以外的玻璃成分物質(zhì)在玻璃粉末中的摩爾分率設(shè)為0.01摩爾％?10摩爾更優(yōu)選為設(shè)為0.1摩爾％~5摩爾％。
[0048]從擴(kuò)散處理時(shí)的擴(kuò)散性、滴液的觀點(diǎn)出發(fā)，玻璃粉末的軟化溫度優(yōu)選為300°C~1000°C，更優(yōu)選為400°C~900°C。若軟化溫度為300°C以上，則存在如下的傾向:擴(kuò)散處理時(shí)玻璃的粘度不會(huì)變得過低，抑制滴液的產(chǎn)生，容易抑制在特定的部分以外形成η型擴(kuò)散層的情況。另外，若為1000°C以下，則存在如下的傾向:容易抑制玻璃粉末不完全熔融，而不形成均勻的η型擴(kuò)散層的情況。
[0049]通過將玻璃粉末的軟化溫度設(shè)為300°C~1000°C的范圍內(nèi)，如上所述，容易抑制滴液的產(chǎn)生，因此在擴(kuò)散處理后，容易對(duì)特定的區(qū)域?qū)ⅵ切蛿U(kuò)散層形成為所期望的形狀。例如當(dāng)以a μ m寬的線狀圖案賦予η型擴(kuò)散層形成用組合物時(shí)，擴(kuò)散處理后的線寬b可保持為KLSaym的范圍的線狀圖案。
[0050]玻璃粉末的軟化溫度可使用島灃制作所(株)制造DTG-60H型差示熱?熱重量同時(shí)測(cè)定裝置，并通過差示熱(DTA)曲線等來(lái)求出。
[0051]作為玻璃粉末的形狀，可列舉大致球狀、扁平狀、塊狀、板狀及鱗片狀等，從制成η型擴(kuò)散層形成用組合物時(shí)的對(duì)于基板的賦予適應(yīng)性(涂布性)、均勻擴(kuò)散性的觀點(diǎn)出發(fā)，理想的是大致球狀、扁平狀或板狀。
[0052]玻璃粉末優(yōu)選體積平均粒徑為10 μ m以下。當(dāng)使用具有10 μ m以下的體積平均粒徑的玻璃粉末時(shí)，易于獲得平滑的涂膜。進(jìn)而，玻璃粉末的體積平均粒徑更優(yōu)選為5μπι以下，進(jìn)一步優(yōu)選為2μπι以下，特別優(yōu)選為Ιμπι以下。此外，玻璃粉末的體積平均粒徑的下限并無(wú)特別限制，但優(yōu)選為0.01ljHi以上，更優(yōu)選為0.05 μ m以上。
[0053]這里，玻璃粉末的 體積平均粒徑可通過激光散射衍射法粒度分布測(cè)定裝置等來(lái)測(cè)定。
[0054]含有P205、SiO2及CaO的玻璃粉末通過以下的順序制作。
[0055]首先稱量原料，并將其填充至坩堝中。作為坩堝的材質(zhì)，可列舉:鉬、鉬-銠、金、銥、氧化鋁、氧化鋯、石英、碳、碳化硼、氮化硼、氮化硅等。坩堝的材質(zhì)是考慮熔融溫度、環(huán)境、與熔融物質(zhì)的反應(yīng)性等而適宜選擇。
[0056]其次，通過電爐并以適應(yīng)玻璃組成的溫度對(duì)原料進(jìn)行加熱，從而制成熔液。此時(shí)，理想的是進(jìn)行攪拌以使熔液變得均勻。
[0057]接下來(lái)，使所得的熔液流出至氧化鋯基板或碳基板等上而將熔液玻璃化。
[0058]最后，粉碎玻璃而形成粉末狀。粉碎可應(yīng)用搗碎機(jī)、噴射磨機(jī)、珠磨機(jī)、球磨機(jī)等公知的方法。
[0059]η型擴(kuò)散層形成用組合物中的玻璃粉末的含有比率考慮賦予適應(yīng)性、施主元素的擴(kuò)散性等來(lái)確定。一般而言，η型擴(kuò)散層形成用組合物中的玻璃粉末的含有比率優(yōu)選為I質(zhì)量％~30質(zhì)量％的范圍，更優(yōu)選為5質(zhì)量％~25質(zhì)量％的范圍，進(jìn)一步優(yōu)選為8質(zhì)量％~20質(zhì)量％的范圍。
[0060]從耐水性、熔融溫度、蝕刻特性、擴(kuò)散能力的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明中的玻璃粉末可含有摩爾分率為20摩爾％~50摩爾％的P2O5、摩爾分率為30%~70%的SiO2、以及摩爾分率為5摩爾％~25摩爾％的CaO,且體積平均粒徑為0.Ο?μπι~2μηι,或者可含有摩爾分率為20摩爾％~50摩爾％的P2O5、摩爾分率為35%~65%的SiO2、以及摩爾分率為2摩爾％~30摩爾％的CaO，且體積平均粒徑為0.01 μ m~2 μ m，另外，從耐水性、熔融溫度、蝕刻特性、擴(kuò)散能力的觀點(diǎn)出發(fā)，可含有摩爾分率為25摩爾％?45摩爾％的P2O5、摩爾分率為30%?70%的SiO2、以及摩爾分率為2摩爾％?30摩爾％的CaO，且體積平均粒徑為0.01ym?2ym。
[0061]從耐水性、熔融溫度、蝕刻特性、擴(kuò)散能力的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明中的玻璃粉末更優(yōu)選為含有摩爾分率為25摩爾％?45摩爾％的P2O5、摩爾分率為35%?65%的SiO2、以及摩爾分率為5摩爾％?25摩爾％的CaO,且體積平均粒徑為0.01 μ m?2 μ m。
[0062]接著,對(duì)分散介質(zhì)進(jìn)行說(shuō)明。
[0063]所謂分散介質(zhì)，是指在組合物中使上述玻璃粉末分散的介質(zhì)。具體而言，采用選自由粘結(jié)劑及溶劑所組成的組中的至少I種作為分散介質(zhì)。
[0064]作為粘結(jié)劑，例如可舉出:聚乙烯醇、聚丙烯酰胺樹脂、聚乙烯酰胺樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、聚環(huán)氧乙烷樹脂、聚磺酸、丙烯酰胺烷基磺酸、纖維素醚樹脂、纖維素衍生物、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、乙基纖維素、明膠、淀粉及淀粉衍生物、海藻酸鈉及海藻酸鈉衍生物、黃原膠及黃原膠衍生物、瓜爾膠及瓜爾膠衍生物、硬葡聚糖及硬葡聚糖衍生物、黃蓍膠及黃蓍膠衍生物、糊精及糊精衍生物、(甲基)丙烯酸樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂(例如(甲基)丙烯酸烷基酯樹脂、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯樹脂等)、丁二烯樹脂、苯乙烯樹月旨、及它們的共聚物。另外，此外可適當(dāng)選擇硅氧烷樹脂。這些粘結(jié)劑可單獨(dú)使用I種、或?qū)?種以上組合使用。其中，從粘度特性的觀點(diǎn)出發(fā)，作為粘結(jié)劑，優(yōu)選乙基纖維素。
[0065]粘結(jié)劑的分子量并無(wú)特別限制，理想的是鑒于作為組合物的所期望的粘度而適當(dāng)調(diào)整。另外，組合物中的粘結(jié)劑的含有比率只要設(shè)為例如達(dá)成下述粘度的量即可。
[0066]考慮到印刷時(shí)的賦予特性，η型擴(kuò)散層形成用組合物的粘度優(yōu)選為IPa.s?500Pa.s的范圍，更優(yōu)選為IOPa.s?IOOPa.s的范圍。
[0067]粘度的測(cè)定中使用東京計(jì)器制造的E型粘度計(jì)EHD型，在樣品量為0.4ml、轉(zhuǎn)速為5rpm的條件下進(jìn)行測(cè)定。
[0068]作為溶劑，例如可舉出:丙酮、甲基乙基酮、甲基正丙基酮、甲基異丙基酮、甲基正丁基酮、甲基異丁基酮、甲基正戊基酮、甲基正己基酮、二乙基酮、二丙基酮、二異丁基酮、三甲基壬酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、甲基環(huán)己酮、2，4-戊二酮、丙酮基丙酮等酮溶劑；二乙醚、甲基乙基醚、甲基正丙醚、二異丙醚、四氫呋喃、甲基四氫呋喃、二噁烷、二甲基二噁烷、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二正丙醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇甲基正丙醚、二乙二醇甲基正丁醚、二乙二醇二正丙醚、二乙二醇二正丁醚、二乙二醇甲基正己醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇二乙醚、三乙二醇甲基乙基醚、三乙二醇甲基正丁醚、三乙二醇二正丁醚、三乙二醇甲基正己醚、四乙二醇二甲醚、四乙二醇二乙醚、四乙二醇甲基乙基醚、四乙二醇甲基正丁醚、二乙二醇二正丁醚、四乙二醇甲基正己醚、四乙二醇二正丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、丙二醇二正丙醚、丙二醇二丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇甲基乙基醚、二丙二醇甲基正丁醚、二丙二醇二正丙醚、二丙二醇二正丁醚、二丙二醇甲基正己醚、三丙二醇二甲醚、三丙二醇二乙醚、三丙二醇甲基乙基醚、三丙二醇甲基正丁醚、三丙二醇二正丁醚、三丙二醇甲基正己醚、四丙二醇二甲醚、四丙二醇二乙醚、四丙二醇甲基乙基醚、四丙二醇甲基正丁醚、二丙二醇二正丁醚、四丙二醇甲基正己醚、四丙二醇二正丁醚等醚溶劑；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸正戊酯、乙酸仲戊酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸甲基戊酯、乙酸2-乙基丁酯、乙酸2-乙基己酯、乙酸2- (2- 丁氧基乙氧基)乙酯、乙酸芐酯、乙酸環(huán)己酯、乙酸甲基環(huán)己酯、乙酸壬酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚乙酸酯、二丙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、甲氧基三乙二醇乙酸酯、丙酸乙酯、丙酸正丁酯、丙酸異戊酯、草酸二乙酯、草酸二正丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸正戊酯、乙二醇單甲醚丙酸酯、乙二醇單乙醚丙酸酯、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、Y-丁內(nèi)酯、Y-戊內(nèi)酯等酯溶劑；乙腈、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-丙基吡咯烷酮、N- 丁基吡咯烷酮、N-己基吡咯烷酮、N-環(huán)己基吡咯烷酮、N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺、N，N-二甲基亞砜等非質(zhì)子性極性溶劑；甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、異戊醇、2-甲基丁醇、仲戊醇、叔戊醇、3-甲氧基丁醇、正己醇、2-甲基戊醇、仲己醇、2-乙基丁醇、仲庚醇、正辛醇、2-乙基己醇、仲辛醇、正壬醇、正癸醇、仲十一醇、三甲基壬醇、仲十四醇、仲十七醇、苯酚、環(huán)己醇、甲基環(huán)己醇、芐醇、乙二醇、1，2-丙二醇、1，3_ 丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇等醇溶劑；乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單苯醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單正丁醚、二乙二醇單正己醚、三乙二醇單乙醚、四乙二醇單正丁醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、三丙二醇單甲醚等二醇單醚溶劑；α-萜品烯、萜品醇、月桂油烯、別羅勒烯、檸檬烯、雙戊烯、α -菔烯、β -菔烯、松油醇、香芹酮、羅勒烯、水芹烯等萜溶劑；水等。這些溶劑可單獨(dú)使用I種、或?qū)?種以上組合使用。
[0069]從對(duì)基板的賦予適應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā)，在η型擴(kuò)散層形成用組合物中，溶劑優(yōu)選為選自萜品醇及丁基卡必醇乙酸酯(二乙二醇單正丁醚乙酸酯)中的至少I種。η型擴(kuò)散層形成用組合物中的分散介質(zhì)的含有比率考慮賦予適應(yīng)性、施主濃度來(lái)決定。
[0070]接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的η型擴(kuò)散層的制造方法及太陽(yáng)能電池元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0071]本發(fā)明的η型擴(kuò)散層的制造方法包括:在半導(dǎo)體基板上賦予上述的η型擴(kuò)散層形成用組合物的工序；以及對(duì)被賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物的半導(dǎo)體基板實(shí)施熱擴(kuò)散處理，從而形成η型擴(kuò)散層的工序。
[0072]本發(fā)明的太陽(yáng)能電池元件的制造方法包括:在半導(dǎo)體基板上賦予上述的η型擴(kuò)散層形成用組合物的工序；對(duì)被賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物的半導(dǎo)體基板實(shí)施熱擴(kuò)散處理，從而形成η型擴(kuò)散層的工序；以及在所形成的η型擴(kuò)散層上形成電極的工序。
[0073]以下，一邊參照?qǐng)D1 一邊進(jìn)行說(shuō)明。圖1是概念性地表示本發(fā)明的太陽(yáng)能電池元件的制造工序的一例的示意剖面圖。另外，圖1中，10表示P型半導(dǎo)體基板，12表示η型擴(kuò)散層，14表不ρ+型擴(kuò)散層，16表不抗反射膜，18表不表面電極,20表不背面電極(電極層)。在以下的附圖中，對(duì)相同的構(gòu)成要素標(biāo)注同一符號(hào)，并省略說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，雖然以下對(duì)使用了硅基板作為P型半導(dǎo)體基板的例子進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明中半導(dǎo)體基板并不限于硅基板。
[0074]圖1(1 )中，對(duì)作為P型半導(dǎo)體基板10的硅基板賦予堿性溶液來(lái)去除損傷層，并通過蝕刻獲得紋理結(jié)構(gòu)。
[0075]詳細(xì)而言，利用20質(zhì)量％苛性鈉去除從硅錠進(jìn)行切片時(shí)所產(chǎn)生的硅表面的損傷層。接下來(lái)，利用I質(zhì)量％苛性鈉與10質(zhì)量％異丙醇的混合液進(jìn)行蝕刻，從而形成紋理結(jié)構(gòu)(圖中省略紋理結(jié)構(gòu)的記載)。太陽(yáng)能電池元件通過在受光面(表面)側(cè)形成紋理結(jié)構(gòu)，而促進(jìn)光陷落效應(yīng)，可謀求高效率化。
[0076]圖1 (2)中，將上述η型擴(kuò)散層形成用組合物賦予至P型半導(dǎo)體基板10的表面即成為受光面的面上，形成η型擴(kuò)散層形成用組合物層11。本發(fā)明中，賦予方法并無(wú)限制，可列舉印刷法、旋涂法、毛刷涂布、噴霧法、刮刀法、輥涂機(jī)法、噴墨法，優(yōu)選的是印刷法，特別是絲網(wǎng)印刷法。
[0077]作為上述η型擴(kuò)散層形成用組合物的賦予量并無(wú)特別限制，例如，作為玻璃粉末量，可設(shè)為 0.0lg / m2 ?IOOg / m2,優(yōu)選為 0.1g / m2 ?10g/m2。
[0078]根據(jù)η型擴(kuò)散層形成用組合物的組成，有時(shí)需要如下的工序:在熱擴(kuò)散處理之前，為了將組合物中所含有的溶劑的至少一部分去除，對(duì)賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物后的基板進(jìn)行熱處理。此時(shí)的熱處理適用如下的條件:在80°C以上且300°C以下的溫度，當(dāng)使用加熱板時(shí)進(jìn)行I分鐘?10分鐘，當(dāng)使用干燥機(jī)等時(shí)進(jìn)行10分鐘?30分鐘左右。該熱處理?xiàng)l件依存于η型擴(kuò)散層形成用組合物的溶劑組成，在本發(fā)明中并不特別限于上述條件。通過該熱處理工序，可使被賦予至基板上的η型擴(kuò)散層形成用組合物干燥。
[0079]另外，根據(jù)η型擴(kuò)散層形成用組合物的組成，有時(shí)需要如下的工序:在熱擴(kuò)散處理之前，為了使該組合物中所含有的分散介質(zhì)的至少一部分，特別是粘結(jié)劑(樹脂成分)揮發(fā)從而將其去除，對(duì)賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物后的基板進(jìn)行熱處理。此時(shí)的熱處理適用如下的條件:在超過300°C、且800°C以下的溫度下，進(jìn)行I分鐘?10分鐘的處理。該熱處理可應(yīng)用公知的連續(xù)爐、分批式爐等。
[0080]當(dāng)進(jìn)行上述熱處理時(shí)，根據(jù)η型擴(kuò)散層形成用組合物的組成，可使上述80°C以上且300°C以下的溫度下的熱處理，以及超過300°C、且800°C以下的溫度下的熱處理都進(jìn)行(即，在不同的溫度條件進(jìn)行2次熱處理)，也可僅進(jìn)行其中一個(gè)溫度下的熱處理。
[0081]當(dāng)使用本發(fā)明的制造方法時(shí)，背面的P+型擴(kuò)散層(高濃度電場(chǎng)層)14的制造方法并不限于從由鋁形成的η型擴(kuò)散層向P型擴(kuò)散層的轉(zhuǎn)換的方法，也可采用以往公知的任何方法，制造方法的選擇自由度擴(kuò)大。因此，例如可賦予含有B(硼)等第13族的元素的組合物來(lái)形成組合物層13，然后形成P+型擴(kuò)散層14。
[0082]作為上述含有B (硼)等第13族的元素的組合物，例如可列舉使用含有受主元素的玻璃粉末代替含有施主兀素的玻璃粉末，且以與η型擴(kuò)散層形成用組合物相同的方式構(gòu)成的P型擴(kuò)散層形成用組合物。受主元素只要是第13族的元素即可，例如可列舉B(硼)、Al (鋁)及Ga(鎵)等。另外，含有受主元素的玻璃粉末優(yōu)選為包含選自Β203、Α1203及Ga2O3中的至少I種。
[0083]進(jìn)而，將P型擴(kuò)散層形成用組合物賦予至硅基板的背面的方法與上述的將η型擴(kuò)散層形成用組合物賦予至硅基板上的方法相同。
[0084]以與后述的η型擴(kuò)散層形成用組合物的熱擴(kuò)散處理相同的方式，對(duì)被賦予至背面的P型擴(kuò)散層形成用組合物進(jìn)行熱擴(kuò)散處理，由此可在背面形成P+型擴(kuò)散層14。需要說(shuō)明的是，優(yōu)選的是，P型擴(kuò)散層形成用組合物的熱擴(kuò)散處理與η型擴(kuò)散層形成用組合物的熱擴(kuò)散處理同時(shí)進(jìn)行。
[0085]接下來(lái)，對(duì)形成有上述η型擴(kuò)散層形成用組合物層11的P型半導(dǎo)體基板10進(jìn)行熱擴(kuò)散處理。處理溫度優(yōu)選為800°C?1000°C，更優(yōu)選為850°C?980°C。處理時(shí)間優(yōu)選為5分鐘?60分鐘。通過該熱擴(kuò)散處理，如圖1(3)所示，施主元素向半導(dǎo)體基板中擴(kuò)散，從而形成η型擴(kuò)散層12。熱擴(kuò)散處理可應(yīng)用公知的連續(xù)爐、分批式爐等。另外，熱擴(kuò)散處理時(shí)的爐內(nèi)環(huán)境也可適當(dāng)調(diào)整成空氣、氧氣、氮?dú)獾取?br> [0086]在所形成的η型擴(kuò)散層12的表面形成有磷酸玻璃等玻璃層(未圖示)。因此，通過蝕刻來(lái)去除該磷酸玻璃。蝕刻可應(yīng)用浸潰于氫氟酸等酸中的方法、浸潰于苛性鈉等堿中的方法等任一種公知的方法，從蝕刻能力的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為利用氫氟酸的蝕刻處理。當(dāng)使用浸潰于氫氟酸等酸中的蝕刻方法時(shí)，浸潰時(shí)間并無(wú)特別限制，通?？稍O(shè)為0.5分鐘?30分鐘，優(yōu)選設(shè)為I分鐘?10分鐘。
[0087]在圖1 (2)及(3)所示的本發(fā)明的η型擴(kuò)散層的形成方法中，在所期望的部位形成η型擴(kuò)散層12，不在背面或側(cè)面形成不需要的η型擴(kuò)散層。
[0088]因此，在以往廣泛采用的通過氣相反應(yīng)法來(lái)形成η型擴(kuò)散層的方法中，需要用于去除形成在側(cè)面的不需要的η型擴(kuò)散層的側(cè)蝕工序，但根據(jù)本發(fā)明的制造方法，不需要側(cè)蝕工序，從而使工序簡(jiǎn)化。由此，通過本發(fā)明的制造方法，能在短時(shí)間內(nèi)在所期望的部位形成所期望的形狀的均勻的η型擴(kuò)散層。
[0089]另外，在以往的制造方法中，必須將形成在背面的不需要的η型擴(kuò)散層轉(zhuǎn)換成P型擴(kuò)散層，作為該轉(zhuǎn)換方法，采用如下的方法:在背面的η型擴(kuò)散層上涂布作為第13族元素的鋁的糊劑，并進(jìn)行燒成，使鋁擴(kuò)散至η型擴(kuò)散層從而將η型擴(kuò)散層轉(zhuǎn)換成P型擴(kuò)散層。在該方法中，為了充分地將η型擴(kuò)散層轉(zhuǎn)換成P型擴(kuò)散層，進(jìn)而形成P+型擴(kuò)散層的高濃度電場(chǎng)層，而需要某種程度以上的鋁量，因此必須將鋁層形成得厚。但是，鋁的熱膨脹系數(shù)與用作基板的硅的熱膨脹系數(shù)大不相同，因此在燒成及冷卻的過程中，在硅基板中產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)力，成為硅基板的翹曲的原因。
[0090]存在該內(nèi)部應(yīng)力對(duì)結(jié)晶的晶界造成損傷、電力損失變大這一課題。另外，翹曲在模塊工序中的太陽(yáng)能電池元件的搬送、或者與被稱為極耳線(布線構(gòu)件)的銅線的連接過程中，容易使太陽(yáng)能電池元件破損。近年來(lái)，由于切片加工技術(shù)的提高，因此硅基板的厚度越來(lái)越薄型化，因而存在太陽(yáng)能電池元件更加容易破裂的傾向。
[0091]但是，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，由于在背面不形成不需要的η型擴(kuò)散層，因此無(wú)需進(jìn)行從η型擴(kuò)散層向P型擴(kuò)散層的轉(zhuǎn)換，而不必使鋁層變厚。其結(jié)果，可抑制硅基板內(nèi)的內(nèi)部應(yīng)力的產(chǎn)生或翹曲。作為結(jié)果，能抑制電力損失的增大、或太陽(yáng)能電池元件的破損。
[0092]另外，使用本發(fā)明的制造方法時(shí)，背面的P+型擴(kuò)散層(高濃度電場(chǎng)層)14的制造方法并不限于從由鋁所形成的η型擴(kuò)散層向P型擴(kuò)散層的轉(zhuǎn)換的方法，也可采用任何方法，制造方法的選擇自由度擴(kuò)大。
[0093]優(yōu)選的是，例如代替含有施主元素的玻璃粉末而使用含有受主元素的玻璃粉末，且以與η型擴(kuò)散層形成用組合物相同的方式構(gòu)成的P型擴(kuò)散層形成用組合物賦予至硅基板的背面(與賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物的面為相反側(cè)的面)，并進(jìn)行燒成處理，由此在背面形成P+型擴(kuò)散層(高濃度電場(chǎng)層)14。
[0094]另外，如后所述，用于背面電極20的材料并不限于第13族的鋁，例如可應(yīng)用Ag(銀)或Cu(銅)等，背面電極20的厚度也可比以往的厚度更薄地形成。
[0095]圖1 (4)中，在η型擴(kuò)散層12上形成抗反射膜16。抗反射膜16應(yīng)用公知的技術(shù)來(lái)形成。例如，抗反射膜16為氮化硅膜時(shí)，通過將SiH4與NH3的混合氣體作為原料的等離子體化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)法來(lái)形成。此時(shí),氫在結(jié)晶中擴(kuò)散,不參與硅原子的成鍵的軌道，即懸空鍵與氫鍵合，從而使缺陷鈍化(氫鈍化)。
[0096]更具體而言，在以下的條件下形成:上述混合氣體流量比NH3 / SiH4為0.05?1.0，反應(yīng)室的壓力為13.3Pa(0.1Torr)?266.6Pa(2Torr)，成膜時(shí)的溫度為300°C?550°C，用于等離子體的放電的頻率為IOOkHz以上。
[0097]圖1(5)中，在表面(受光面)的抗反射膜16上，通過絲網(wǎng)印刷法來(lái)印刷涂布表面電極用金屬糊劑并使其干燥，從而形成表面電極用金屬糊劑層17。表面電極用金屬糊劑將
(I)金屬粒子與⑵玻璃粒子作為必需成分，且根據(jù)需要包含⑶樹脂粘結(jié)劑、⑷其他添加劑。
[0098]接下來(lái)，在上述背面的P+型擴(kuò)散層14上也形成背面電極用金屬糊劑層19。如上所述，在本發(fā)明中，背面電極用金屬糊劑層19的材質(zhì)或形成方法并無(wú)特別限定。例如，可賦予包含鋁、銀、銅等金屬的背面電極用糊劑，并使其干燥來(lái)形成背面電極用金屬糊劑層19。此時(shí)，為了模塊工序中的太陽(yáng)能電池元件間的連接，也可在背面的一部分上設(shè)置銀電極形成用銀糊劑。
[0099]圖1(6)中，對(duì)電極用金屬糊劑層17進(jìn)行燒成來(lái)制成太陽(yáng)能電池元件。若在600°C?900°C的范圍內(nèi)燒成幾秒?幾分鐘，則在表面?zhèn)?，作為絕緣膜的抗反射膜16因電極用金屬糊劑中所含有的玻璃粒子而熔融，進(jìn)而P型半導(dǎo)體基板10表面的一部分也熔融，糊劑中的金屬粒子(例如銀粒子)與P型半導(dǎo)體基板10形成接觸部并凝固。由此，所形成的表面電極18與P型半導(dǎo)體基板10被導(dǎo)通。將此稱為燒通(firethrough)。另外,在背面?zhèn)申蛞餐瑯拥貙?duì)背面電極用金屬糊劑層19的背面電極用金屬糊劑進(jìn)行燒成，從而形成背面電極20。
[0100]參照?qǐng)D2對(duì)表面電極18的形狀進(jìn)行說(shuō)明。此外，在圖2中，30表示母線電極，32表示指狀電極。表面電極18包含母線電極30、以及與該母線電極30交叉的指狀電極32。圖2A是從表面觀察到的將表面電極18設(shè)為包含母線電極30、以及與該母線電極30交叉的指狀電極32的構(gòu)成的太陽(yáng)能電池元件的平面圖，圖2B是將圖2A的一部分放大表示的立體圖。
[0101]這樣的表面電極18可通過例如上述金屬糊劑的絲網(wǎng)印刷、或者電極材料的鍍敷、高真空中的利用電子束加熱的電極材料的蒸鍍等方法來(lái)形成。包含母線電極30與指狀電極32的表面電極18通常用作受光面?zhèn)鹊碾姌O是周知的，可應(yīng)用受光面?zhèn)鹊哪妇€電極及指狀電極的公知的形成方法。
[0102]在上文中，對(duì)于在表面形成η型擴(kuò)散層，在背面形成P+型擴(kuò)散層，進(jìn)而在各個(gè)層上設(shè)置有表面電極及背面電極的太陽(yáng)能電池元件進(jìn)行了說(shuō)明，但若使用本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成用組合物，則也能夠制作背面接觸型的太陽(yáng)能電池元件。
[0103]背面接觸型的太陽(yáng)能電池元件是將電極全部設(shè)置在背面來(lái)增大受光面的面積的太陽(yáng)能電池元件。即，在背面接觸型的太陽(yáng)能電池元件中，必須在背面形成η型擴(kuò)散部位及P+型擴(kuò)散部位兩者來(lái)變成Pn接合結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成用組合物可在特定的部位形成η型擴(kuò)散部位，因此可適合地應(yīng)用在背面接觸型的太陽(yáng)能電池元件的制造。
[0104]本發(fā)明中還分別包含上述η型擴(kuò)散層形成用組合物在制造η型擴(kuò)散層時(shí)的用途、以及上述η型擴(kuò)散層形成用組合物在制造含有上述半導(dǎo)體基板與η型擴(kuò)散層及電極的太陽(yáng)能電池元件時(shí)的用途。如上所述，通過使用本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成用組合物，能夠不形成不需要的η型擴(kuò)散層而在短時(shí)間內(nèi)在特定的區(qū)域以所期望的形狀獲得均勻的η型擴(kuò)散層，另外，可不形成不需要的η型擴(kuò)散層而獲得具有這樣的η型擴(kuò)散層的太陽(yáng)能電池元件。
[0105]實(shí)施例
[0106]以下，更具體地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明并不受這些實(shí)施例限定。此外，只要無(wú)特別說(shuō)明，則化學(xué)品全部使用了試劑。另外，只要事先無(wú)說(shuō)明，則“ % ”表示“質(zhì)量％ ”。
[0107][實(shí)施例1]
[0108]使用自動(dòng)研缽混煉裝置將粒子形狀為塊狀、體積平均粒徑為0.89μπι的P2O5-SiO2-CaO 系玻璃(P2O5:30 摩爾 ％，SiO2:60 摩爾 ％，CaO: 10 摩爾 ％ )粉末 10g、乙基纖維素5g及萜品醇85g混合并進(jìn)行了糊劑化，從而制備了 η型擴(kuò)散層形成用組合物。所得的η型擴(kuò)散層形成用組合物的粘度為61Pa.S。
[0109]此外，玻璃粒子形狀是使用Hitachi High-Technologies (株)制造的TM-1000型掃描型電子顯微鏡進(jìn)行觀察并判定。玻璃的平均粒徑是使用BeckmanCoulter(株)制造的LS13320型激光散射衍射法粒度分布測(cè)定裝置(測(cè)定波長(zhǎng):632nm)來(lái)算出。
[0110]η型擴(kuò)散層形成用組合物的粘度是使用東京計(jì)器制造的E型粘度計(jì)EHD型，在樣品量為0.4ml、轉(zhuǎn)速為5rpm的條件進(jìn)行測(cè)定。
[0111]另外，使用島灃制作所(株)制造的DTG-60H型差示熱.熱重量同時(shí)測(cè)定裝置，并通過差示熱(DTA)曲線來(lái)求出玻璃的軟化溫度，結(jié)果可推測(cè)為800°C附近。
[0112]接著，通過絲網(wǎng)印刷將所制備的糊劑涂布在P型硅基板的表面，并在150°C的加熱板上干燥5分鐘而形成層。接下來(lái)，在設(shè)定成500°C的電爐中進(jìn)行5分鐘熱處理，接下來(lái)在設(shè)定成950°C的擴(kuò)散用的其他電爐中進(jìn)行10分鐘熱擴(kuò)散處理。然后，為了去除玻璃層而將基板在氫氟酸中浸潰5分鐘，然后進(jìn)行了流水清洗及干燥。
[0113]涂布有η型擴(kuò)散層形成用組合物的一側(cè)的表面的薄膜電阻為45 Ω / 口，P (磷)擴(kuò)散而形成了 η型擴(kuò)散層。背面的薄膜電阻為測(cè)定上限以上而無(wú)法測(cè)定，未形成η型擴(kuò)散層。
[0114]需要說(shuō)明的是，薄膜電阻是使用三菱化學(xué)(株)制造的LoreSta-EPMCP-T360型低電阻率計(jì)，并通過四探針法在25°C下進(jìn)行測(cè)定。
[0115][實(shí)施例2]
[0116]使用自動(dòng)研缽混煉裝置將粒子形狀為塊狀、體積平均粒徑為0.95μπι的P2O5-SiO2-CaO 系玻璃(P2O5:30 摩爾 %，SiO2:50 摩爾 %，CaO:20 摩爾 % )粉末 10g、乙基纖維素5g及丁基卡必醇乙酸酯85g混合并進(jìn)行了糊劑化，從而制備了 η型擴(kuò)散層形成用組合物。所得的η型擴(kuò)散層形成用組合物的粘度為67Pa.S。
[0117]接下來(lái)，通過絲網(wǎng)印刷將所制備的糊劑涂布于P型硅基板的表面，并在150°C的加熱板上干燥5分鐘，從而形成層。接下來(lái)，在設(shè)定成500°C的電爐中進(jìn)行5分鐘熱處理，接下來(lái)在設(shè)定成950°C的擴(kuò)散用的其他電爐中進(jìn)行10分鐘熱擴(kuò)散處理。隨后，為了去除玻璃層而將基板在氫氟酸中浸潰5分鐘,然后進(jìn)行了流水清洗及干燥。
[0118]涂布有η型擴(kuò)散層形成用組合物的一側(cè)的表面的薄膜電阻為38 Ω / 口，P (磷)擴(kuò)散而形成了 η型擴(kuò)散層。背面的薄膜電阻為測(cè)定上限以上而無(wú)法測(cè)定，未形成η型擴(kuò)散層。
[0119][實(shí)施例3]
[0120]使用自動(dòng)研缽混煉裝置將粒子形狀為大致球狀、體積平均粒徑為1.02μπι的P2O5-SiO2-CaO 系玻璃(P2O5:40 摩爾 %，SiO2:40 摩爾 %，CaO:20 摩爾 % )粉末 10g、乙基纖維素5g及丁基卡必醇乙酸酯85g混合并進(jìn)行了糊劑化，從而制備了 η型擴(kuò)散層形成用組合物。所得的η型擴(kuò)散層形成用組合物的粘度為65Pa.S。
[0121]接下來(lái)，通過絲網(wǎng)印刷將所制備的糊劑涂布于P型硅基板的表面，并在150°C的加熱板上干燥5分鐘，從而形成層。接下來(lái)，在設(shè)定成500°C的電爐中進(jìn)行5分鐘熱處理，接下來(lái)在設(shè)定成950°C的擴(kuò)散用的其他電爐中進(jìn)行10分鐘熱擴(kuò)散處理。隨后，為了去除玻璃層而將基板在氫氟酸中浸潰5分鐘,然后進(jìn)行了流水清洗及干燥。
[0122]涂布有η型擴(kuò)散層形成用組合物的一側(cè)的表面的薄膜電阻為35 Ω / 口，P (磷)擴(kuò)散而形成了 η型擴(kuò)散層。背面的薄膜電阻為測(cè)定上限以上而無(wú)法測(cè)定，未形成η型擴(kuò)散層。
[0123][比較例I]
[0124]使用自動(dòng)研缽混煉裝置將磷酸二氫銨(NH4H2PO4)粉末10g、乙基纖維素5g及萜品醇85g混合并進(jìn)行了糊劑化，制備了 η型擴(kuò)散層組合物。
[0125]接下來(lái)，通過絲網(wǎng)印刷將所制備的糊劑涂布于P型硅基板的表面，并在150°C的加熱板上干燥5分鐘而形成層。接下來(lái)，在設(shè)定成500°C的電爐中進(jìn)行5分鐘熱處理，接下來(lái)在設(shè)定成950°C的擴(kuò)散用的其他電爐中進(jìn)行10分鐘熱擴(kuò)散處理。隨后，為了去除玻璃層而將基板在氫氟酸中浸潰5分鐘，然后進(jìn)行了流水清洗及干燥。
[0126]涂布有η型擴(kuò)散層形成用組合物的一側(cè)的表面的薄膜電阻為51 Ω / 口，P (磷)擴(kuò)散而形成了 η型擴(kuò)散層。但是，背面的薄膜電阻為60Ω / □，在背面也形成有η型擴(kuò)散層。
[0127][比較例2]
[0128]使用自動(dòng)研缽混煉裝置將磷酸二氫銨(NH4H2PO4)粉末lg、純水7g、聚乙烯醇0.7g及異丙醇1.5g混合來(lái)制備溶液，從而制備了 η型擴(kuò)散層組合物。
[0129]接下來(lái),通過旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)(2000rpm, 30sec)將所制備的溶液涂布于P型娃基板的表面，并在150°C的加熱板上干燥5分鐘而形成層。接下來(lái)，在設(shè)定成500°C的電爐中進(jìn)行5分鐘熱處理，接下來(lái)在設(shè)定成950°C的擴(kuò)散用的其他電爐中進(jìn)行10分鐘熱擴(kuò)散處理。隨后，為了去除玻璃層而將基板在氫氟酸中浸潰5分鐘，然后進(jìn)行了流水清洗及干燥。
[0130]涂布有η型擴(kuò)散層形成用組合物的一側(cè)的表面的薄膜電阻為43 Ω / 口，P (磷)擴(kuò)散而形成了 η型擴(kuò)散層。但是，背面的薄膜電阻為55Ω / □，在背面也形成有η型擴(kuò)散層。
[0131]通過參照而將2011年7月19日所申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2011-158489號(hào)中所公開的全部?jī)?nèi)容引入本說(shuō)明書中。
[0132]本說(shuō)明書中所記載的所有文獻(xiàn)、專利申請(qǐng)、及技術(shù)規(guī)格是以與具體地且分別記載通過參照而引入各個(gè)文獻(xiàn)、專利申請(qǐng)、及技術(shù)規(guī)格的情況為相同的程度，通過參照而被引入至本說(shuō)明書中。
【權(quán)利要求】
1.一種η型擴(kuò)散層形成用組合物，其包括:含有P205、SiO2及CaO的玻璃粉末；以及分散介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物，其中，所述玻璃粉末含有20摩爾％以上且50摩爾％以下的P2O5, 30摩爾％以上且70摩爾％以下的SiO2, 2摩爾％以上且30摩爾％以下的CaO。
3.如權(quán)利要求1或2所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物，其中，所述玻璃粉末的體積平均粒徑為10 μ m以下。
4.如權(quán)利要求1?3中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物，其包含總質(zhì)量的I質(zhì)量％以上且30質(zhì)量％以下的所述玻璃粉末。
5.如權(quán)利要求1?4中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物，其粘度為IPa-s以上且500Pa.s以下。
6.如權(quán)利要求1?5中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物，其中，所述分散介質(zhì)包含選自萜品醇及丁基卡必醇乙酸酯中的至少I種。
7.如權(quán)利要求1?6中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物，其中，所述分散介質(zhì)包含乙基纖維素。
8.—種η型擴(kuò)散層的制造方法，其包括: 在半導(dǎo)體基板上賦予權(quán)利要求1?7中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物的工序；以及 對(duì)被賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物的半導(dǎo)體基板實(shí)施熱擴(kuò)散處理，從而形成η型擴(kuò)散層的工序。
9.如權(quán)利要求8所述的η型擴(kuò)散層的制造方法，其中，所述熱擴(kuò)散處理的溫度為800。。?1000。。。
10.如權(quán)利要求8或9所述的η型擴(kuò)散層的制造方法，其還包括:在所述熱擴(kuò)散處理之前，以80°C以上且300°C以下的溫度對(duì)被賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物的半導(dǎo)體基板進(jìn)行熱處理，從而將該η型擴(kuò)散層形成用組合物中所含有的分散介質(zhì)的至少一部分去除的工序。
11.如權(quán)利要求8?10中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層的制造方法，其還包括:在所述熱擴(kuò)散處理之前，以超過300°C、且800°C以下的溫度對(duì)被賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物的半導(dǎo)體基板進(jìn)行熱處理，從而將該η型擴(kuò)散層形成用組合物中所含有的分散介質(zhì)的至少一部分去除的工序。
12.如權(quán)利要求8?11中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層的制造方法，其還包括:在所述熱擴(kuò)散處理之后，利用氫氟酸對(duì)形成在半導(dǎo)體基板上的η型擴(kuò)散層的表面進(jìn)行蝕刻處理的工序。
13.—種太陽(yáng)能電池元件的制造方法，其包括: 在半導(dǎo)體基板上賦予權(quán)利要求1?7中的任一項(xiàng)所述的η型擴(kuò)散層形成用組合物的工序; 對(duì)被賦予了 η型擴(kuò)散層形成用組合物的半導(dǎo)體基板實(shí)施熱擴(kuò)散處理，從而形成η型擴(kuò)散層的工序；以及 在所形成的η型擴(kuò)散層上形成電極的工序。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK103794478SQ201410050927
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月19日
【發(fā)明者】町井洋一, 吉田誠(chéng)人, 野尻剛, 巖室光則, 織田明博, 足立修一郎, 佐藤鐵也 申請(qǐng)人:日立化成株式會(huì)社