本发明专利技术提供包含下述通式(I)所示的化合物和水的第1钝化层形成用组合物及包含下述通式(I)所示的化合物的水解物的第2钝化层形成用组合物。通式(I)：M(OR1)m[通式(I)中，M表示选自Al、Nb、Ta、VO、Y及Hf中的至少1种。R1分别独立地表示烷基或芳基。m表示1～5的整数]。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及钝化层形成用组合物、带钝化层的半导体基板及其制造方法、太阳能电池元件及其制造方法、以及太阳能电池。
技术介绍
对以往的硅太阳能电池元件的制造工序进行说明。首先，为了促进陷光效应而实现高效率化，准备形成有纹理结构的p型硅基板。接着，在氧氯化磷(POCl3)、氮气及氧气的混合气体气氛中在800℃～900℃下进行数十分钟的处理，在p型硅基板均匀地形成n型扩散层。在该以往的方法中，由于使用混合气体进行磷的扩散，因此不仅在p型硅基板的表面形成n型扩散层，而且在侧面及背面也形成n型扩散层。因此，进行用于除去形成于p型硅基板侧面的n型扩散层的侧蚀刻。另外，形成于p型硅基板背面的n型扩散层需要变换为p+型扩散层。因此，在p型硅基板的整个背面涂布包含铝粉末及粘合剂的铝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，并且形成铝电极而得到欧姆接触。但是，由铝糊剂形成的铝电极的电导率低。为了降低薄膜电阻，通常形成于p型硅基板的整个背面的铝电极在热处理(烧成)后必须具有10μm～20μm左右的厚度。进而，由于硅与铝的热膨胀率大不相同，因此，在热处理(烧成)和冷却的过程中，形成有铝电极的硅基板中产生较大的内部应力，从而造成晶界损伤(damage)、结晶缺陷增长及翘曲。为了解决该问题，有减少铝糊剂的涂布量而使背面电极层的厚度变薄的方法。但是，如果减少铝糊剂的涂布量，则从p型硅半导体基板的表面扩散至内部的铝量变得不充分。结果：无法实现所需的BSF(BackSurfaceField，背面场)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。基于上述情况，在专利第3107287号公报中提出了通过在硅基板表面的一部分赋予铝糊剂而局部地形成p+型扩散层和铝电极的点接触的方法。此种在与受光面相反的面(以下也称为“背面”)具有点接触结构的太阳能电池的情况下，需要在除铝电极以外的部分的表面抑制少数载流子的复合速度。作为用于该用途的背面用的钝化层，在日本特开2004-6565号公报中提出了SiO2膜等。作为因形成此种SiO2膜所产生的钝化效果，有将硅基板的背面表层部的硅原子的未结合键封端，从而使引起复合的表面能级密度降低的效果。另外，作为抑制少数载流子复合的其他方法，包括利用钝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。这样的钝化效果通常被称为场效应，并在日本专利第4767110号公报中提出了氧化铝(Al2O3)膜等作为具有负固定电荷的材料。这样的钝化层如JournalofAppliedPhysics，104(2008)，113703-1～113703-7所记载那样通常通过ALD(AtomicLayerDeposition，原子层沉积)法、CVD(ChemicalVaporDepositon，化学气相沉积)法等方法形成。另外，作为在半导体基板上形成氧化铝膜的简便的方法，在ThinSolidFilms，517(2009)，6327-6330及ChinesePhysicsLetters，26(2009)，088102-1～088102-4中提出了利用溶胶凝胶法的方法。
技术实现思路
专利技术要解决的课题JournalofAppliedPhysics，104(2008)，113703-1～113703-7中记载的方法包含蒸镀等复杂的制造工序，所以存在难以提高生产率的情况。另外，用于ThinSolidFilms，517(2009)，6327-6330及ChinesePhysicsLetters，26(2009)，088102-1～088102-4所记载的方法的钝化层形成用组合物有时由于制造工序中包含旋涂法而难以利用短工序成膜为目标图案。本专利技术的一个实施方式鉴于以上的以往问题点而完成，其课题在于提供能够以简便的方法形成图案形成性优异且钝化效果优异的钝化层的钝化层形成用组合物。另外，本专利技术的一个实施方式的课题在于提供具备使用钝化层形成用组合物得到的具有优异钝化效果的钝化层的带钝化层的半导体基板及其制造方法、以及具有优异的转换效率的太阳能电池元件及其制造方法、以及太阳能电池。用于解决课题的手段用于解决上述课题的具体手段如下所述。<1>一种钝化层形成用组合物，其包含下述通式(I)所示的化合物和水。M(OR1)m(I)[通式(I)中，M表示选自Al、Nb、Ta、VO、Y及Hf中的至少1种。R1分别独立地表示烷基或芳基。m表示1～5的整数。]<2>一种钝化层形成用组合物，其包含下述通式(I)所示的化合物的水解物。M(OR1)m(I)[通式(I)中，M表示选自Al、Nb、Ta、VO、Y及Hf中的至少1种。R1分别独立地表示烷基或芳基。m表示1～5的整数。]<3>根据<1>或<2>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。【化1】[通式(II)中，R2分别独立地表示烷基。n表示1～3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烷基。]<4>根据<1>～<3>中任一项所述的钝化层形成用组合物，其中，上述通式(I)所示的化合物中的M为Nb。<5>根据<1>～<4>中任一项所述的钝化层形成用组合物，该钝化层形成用组合物在150℃加热3小时时的质量M1除以不加热时的质量M2而计算出的比(M1/M2)为0.0001～0.7。<6>根据<1>～<4>中任一项所述的钝化层形成用组合物，其中，该钝化层形成用组合物在25℃的剪切速度为0.1s-1时的剪切粘度η1除以剪切速度为10.0s-1时的剪切粘度η2而计算出触变比(η1/η2)为1.05～100。<7>根据<1>～<4>中任一项所述的钝化层形成用组合物，其中，该钝化层形成用组合物在150℃加热3小时时的质量M1除以不加热时的质量M2而计算出的比(M1/M2)为0.0001～0.7，该钝化层形成用组合物在25℃的剪切速度为0.1s-1时的剪切粘度η1除以剪切速度为10.0s-1时的剪切粘度η2而计算出的触变比(η1/η2)为1.05～100。<8>一种带钝化层的半导体基板，其具有半导体基板和设置于上述半导体基板的至少一面的至少一部分的钝化层，所述钝化层为<1>～<7>中任一项所述的钝化层形成用组合物的热处理物。<9>一种带钝化层的半导体基板的制造方法，其具有：对半导体基板的至少一面的至少一部分赋予<1>～<7>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；和对上述组合物层进行热处理而形成钝化层的工序。<10>一种太阳能电池元件，其具有：具有将p型层及n型层进行pn接合而成的pn结部的半导体基板；设置于上述半导体基板的至少一面的至少一部分的钝化层，所述钝化层为<1>～<7>中任一项所述的钝化层形成用组合物的热处理物；和配置于上述p型层及上述n型层中的至少一个本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钝化层形成用组合物，其包含下述通式(I)所示的化合物和水，M(OR1)m (I)通式(I)中，M表示选自Al、Nb、Ta、VO、Y及Hf中的至少1种，R1分别独立地表示烷基或芳基，m表示1～5的整数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.04 JP 2014-1389511.一种钝化层形成用组合物，其包含下述通式(I)所示的化合物和水，M(OR1)m(I)通式(I)中，M表示选自Al、Nb、Ta、VO、Y及Hf中的至少1种，R1分别独立地表示烷基或芳基，m表示1～5的整数。2.一种钝化层形成用组合物，其包含下述通式(I)所示的化合物的水解物，M(OR1)m(I)通式(I)中，M表示选自Al、Nb、Ta、VO、Y及Hf中的至少1种，R1分别独立地表示烷基或芳基，m表示1～5的整数。3.根据权利要求1或2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分别独立地表示烷基，n表示1～3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烷基。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，所述通式(I)所示的化合物中的M为Nb。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，该钝化层形成用组合物在150℃加热3小时时的质量M1除以不加热时的质量M2而计算出的比即M1/M2为0.0001～0.7。6.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，该钝化层形成用组合物在25℃的剪切速度为0.1s-1时的剪切粘度η1除以剪切速度为10.0s-1时的剪切粘度η2而计算出触变比即η1/η2为1.05～100。7.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，该钝化...
【专利技术属性】
技术研发人员：早坂刚，吉田诚人，野尻刚，仓田靖，田中彻，森下真年，儿玉俊辅，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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