钝化层形成用组合物、半导体基板及制造方法、太阳能电池元件及制造方法、太阳能电池技术

本发明专利技术的钝化层形成用组合物包含下述通式(I)所示的有机铝化合物和选自烷醇钛、烷醇锆及烷醇硅中的至少一种烷醇盐化合物。在下述通式(I)中，R

【技术实现步骤摘要】
钝化层形成用组合物、半导体基板及制造方法、太阳能电池元件及制造方法、太阳能电池本申请为申请人于申请日2013年7月12日提交的、国际申请号为PCT/JP2013/069222、进入中国国家阶段的申请号为201380036883.5、专利技术名称为“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”的专利技术专利申请的分案申请。
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，准备在受光面侧形成有纹理结构的p型硅基板，接着，在氧氯化磷(POCl3)、氮气、氧气的混合气体气氛中在800℃～900℃下进行数十分钟的处理，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，因此不仅在受光面的表面形成n型扩散层，而且在侧面及背面也形成n型扩散层。因此，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)而形成铝电极，由此使n型扩散层成为p+型扩散层，同时得到欧姆接触。但是，由铝糊剂形成的铝电极的电导率低。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，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(例如参照日本专利第3107287号公报)。此种在与受光面相反的一侧(以下也称为“背面侧”)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再结合速度。作为用于该用途的背面侧用的钝化层(以下也简称为“钝化层”)，提出了SiO2膜等(例如参照日本特开2004-6565号公报)。作为因形成此种氧化膜所产生的钝化效果，包括将硅基板的背面表层部的硅原子的未结合键封端，从而使引起再结合的表面能级密度降低的效果。此外，作为抑制少数载流子的再结合的其它方法，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电场效应，并提出了氧化铝(Al2O3)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)。这样的钝化层通常通过ALD(AtomicLayerDeposition，原子层沉积)法或CVD(ChemicalVaporDepositon，化学气相沉积)法等方法形成(例如参照JournalofAppliedPhysics,104(2008),113703－1～113703－7.)。此外，作为在半导体基板上形成氧化铝膜的简便的方法，提出了利用溶胶凝胶法的方法(例如参照ThinSolidFilms,517(2009),6327-6330以及ChinesePhysicsLetters,26(2009),088102－1～088102－4.)。另一方面，若在硅基板的受光面侧形成折射率大且钝化效果也大的层，则能够抑制陷光效应的提高和少数载流子的再结合速度，并且能够提高太阳能电池的发电效率。例如提出了通过利用溶胶凝胶法形成使钛等金属与铝复合所得的氧化膜来增大膜的折射率的方法(例如参照JapaneseJournalofAppliedPhysics、45(2006)、5894～5901.)。
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。此外，在用于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中，会经时性地产生凝胶化等不良情况，保存稳定性还难以称得上充分。进而，对于由JapaneseJournalofAppliedPhysics、45(2006)、5894～5901.中记载的方法得到的钝化层而言，其折射率还难以称得上充分大，存在源自氧化钛的光催化作用的担忧，可能对太阳能电池元件的密封树脂赋予损伤。本专利技术鉴于以上的以往问题而完成，其课题在于提供能够以简便的方法形成所需形状且折射率充分大的钝化层、并且保存稳定性优异的钝化层形成用组合物。此外，本专利技术的课题还在于提供具有使用该钝化层形成用组合物所得的、折射率充分大的钝化层的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。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)所示的有机铝化合物和选自烷醇钛、烷醇锆及烷醇硅中的至少一种烷醇盐化合物。【化1】[通式(I)中，R1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。R2、R3及R4分别独立地表示氢原子或碳数1～8的烷基。]＜2＞根据＜1＞所述的钝化层形成用组合物，其还包含烷醇铌。＜3＞根据＜2＞所述的钝化层形成用组合物，其中，上述烷醇铌为选自乙醇铌、异丙醇铌、正丙醇铌、正丁醇铌及苯酚铌中的至少一种。＜4＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的钝化层形成用组合物，其中，上述烷醇盐化合物至少包含上述烷醇钛，上述烷醇钛为选自甲醇钛、乙醇钛、异丙醇钛、正丙醇钛、正丁醇钛、叔丁醇钛、异丁醇钛、二异丙氧基双乙酰丙酮钛及四(2－乙基－1－己醇)钛中的至少一种。＜5＞根据＜1＞～＜4＞中任一项所述的钝化层形成用组合物，其中，上述烷醇盐化合物至少包含上述烷醇锆，上述烷醇锆为选自乙醇锆、异丙醇锆、正丙醇锆、正丁醇锆、叔丁醇锆、乙酰丙酮锆、三氟乙酰丙酮锆及六氟乙酰丙酮锆中的至少一种。＜6＞根据＜1＞～＜5＞中任一项所述的钝化层形成用组合物，其中，上述烷醇盐化合物至少包含上述烷醇硅，上述烷醇硅为下述通式(II)所示的烷醇硅。(R5O)(4－m)SiR6m(II)[通式(II)中，R5及R6分别独立地表示碳数1～8的烷基。m表示0～3的整数。]＜7＞根据＜1＞～＜6＞中任一项所述的钝化层形成用组合物，其还包含树脂。＜8＞根据＜1＞～＜7＞中任一项所述的钝化层形成用组合物，其还包含下述通式(III)所示的化合物。【化2】＜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上述半导体基板上的整面或一部分的钝化层，所述钝化层为＜1＞～＜8＞中任一项所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钝化层形成用组合物，其包含下述通式(I)所示的有机铝化合物和选自烷醇钛、烷醇锆及烷醇硅中的至少一种烷醇盐化合物，

【技术特征摘要】
2012.07.12 JP 2012-156472;2012.09.28 JP 2012-218381.一种钝化层形成用组合物，其包含下述通式(I)所示的有机铝化合物和选自烷醇钛、烷醇锆及烷醇硅中的至少一种烷醇盐化合物，通式(I)中，R1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，R2、R3及R4分别独立地表示氢原子或碳数1～8的烷基。2.根据权利要求1所述的钝化层形成用组合物，其还包含烷醇铌。3.根据权利要求2所述的钝化层形成用组合物，其中，所述烷醇铌为选自乙醇铌、异丙醇铌、正丙醇铌、正丁醇铌及苯酚铌中的至少一种。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，所述烷醇盐化合物至少包含所述烷醇钛，所述烷醇钛为选自甲醇钛、乙醇钛、异丙醇钛、正丙醇钛、正丁醇钛、叔丁醇钛、异丁醇钛、二异丙氧基双乙酰丙酮钛及四(2－乙基－1－己醇)钛中的至少一种。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，所述烷醇盐化合物至少包含所述烷醇锆，所述烷醇锆为选自乙醇锆、异丙醇锆、正丙醇锆、正丁醇锆、叔丁醇锆、乙酰丙酮锆、三氟乙酰丙酮锆及六氟乙酰丙酮锆中的至少一种。6.根据权利要求1～5中任一项所述的钝化层形成用组合物，其中，所述烷醇盐化合物至少包含所述烷醇硅，所述烷醇硅为下述通式(II)所示的烷醇硅，(R5O)(4－m)S...

【专利技术属性】
技术研发人员：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，
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