p型扩散层形成组合物、p型扩散层的制造方法和太阳能电池元件的制造方法技术

本发明专利技术的p型扩散层形成组合物含有：含受体元素并且寿命扼杀剂元素的总量为1000ppm以下的玻璃粉末；和分散介质。通过涂布该p型扩散层形成组合物，实施热扩散处理，从而制造p型扩散层和具有p型扩散层的太阳能电池元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】p型扩散层形成组合物、p型扩散层的制造方法和太阳能电池元件的制造方法
本专利技术涉及太阳能电池元件的p型扩散层形成组合物、p型扩散层的制造方法和太阳能电池元件的制造方法，更详细地说，涉及使作为半导体基板的硅基板的内部应力减小、能够抑制晶粒间界的损伤、抑制结晶缺陷增长和抑制翘曲的p型扩散层形成技术。
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，为了促进光封闭效果而实现高效率化，准备形成了纹理结构的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，在基板上均匀地形成n型扩散层。对于该以往的方法而言，由于使用混合气体进行磷的扩散，因此不仅表面形成n型扩散层，而且在侧面、背面也形成n型扩散层。因此，进行用于将侧面的n型扩散层除去的侧蚀刻。此外，背面的n型扩散层必须变换为p+型扩散层，在背面印刷铝糊剂，将其烧成，在使n型扩散层成为p+型扩散层的同时，得到了欧姆连接。但是，由铝糊剂形成的铝层的电导率低，为了降低薄膜电阻，通常在整个背面形成的铝层在烧成后必须具有10～20μm左右的厚度。进而，如果形成这样厚的铝层，则由于硅和铝的热膨胀率大大不同，因此在烧成和冷却的过程中在硅基板中产生大的内部应力，有时成为晶粒间界的损伤、结晶缺陷增长和翘曲的原因。为了解决该问题，有使糊剂组合物的涂布量减少、使背面电极层变薄的方法。但是，如果减少糊剂组合物的涂布量，则从p型硅半导体基板的表面向内部扩散的铝的量变得不足。其结果，由于不能实现所需的BSF(BackSurfaceField，背场)效果(由于p+型扩散层的存在而使生成载流子的收集效率提高的效果)，因此产生太阳能电池的特性降低的问题。因此，例如，日本特开2003-223813号公报中提出了一种糊剂组合物，其含有：铝粉末；有机质载体；热膨胀率比铝小并且熔融温度、软化温度和分解温度的任一者比铝的熔点高的无机化合物粉末。
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在使用了日本特开2003-223813号公报中记载的糊剂组合物的情况下，有时也不能充分地抑制翘曲。本专利技术鉴于以上以往的问题而完成，其课题在于提供p型扩散层形成组合物、p型扩散层的制造方法和太阳能电池元件的制造方法，该p型扩散层形成组合物在使用了硅基板的太阳能电池元件的制造工序中能够抑制硅基板中的内部应力、抑制基板的翘曲的发生，同时能够形成p型扩散层，在具有由此得到的p型扩散层的基板中载流子的寿命没有大幅度降低。用于解决课题的手段解决上述课题的手段如下所述。<1>p型扩散层形成组合物，其含有：含受体元素并且寿命扼杀剂元素的总量为1000ppm以下的玻璃粉末；和分散介质。<2>如上述<1>所述的p型扩散层形成组合物，其中，上述受体元素为从B(硼)、Al(铝)和Ga(镓)中选择的至少1种。<3>如上述<1>或<2>所述的p型扩散层形成组合物，其中，含上述受体元素的玻璃粉末含有从B2O3、Al2O3和Ga2O3中选择的至少1种的含有受体元素的物质和从SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、Tl2O、SnO、ZrO2和MoO3中选择的至少1种的玻璃成分物质。<4>如<1>～<3>中任一项所述的p型扩散层形成组合物，其中，上述寿命扼杀剂元素为从Fe(铁)、Cu(铜)、Ni(镍)、Mn(锰)、Cr(铬)、W(钨)和Au(金)中选择的至少1种。<5>一种p型扩散层的制造方法，其具有：涂布上述<1>～<4>中任一项所述的p型扩散层形成组合物的工序；和实施热扩散处理的工序。<6>太阳能电池元件的制造方法，其具有：在半导体基板上涂布上述<1>～<4>中任一项所述的p型扩散层形成组合物的工序；实施热扩散处理而形成p型扩散层的工序；和在已形成的上述p型扩散层上形成电极的工序。专利技术的效果根据本专利技术，在使用了硅基板的太阳能电池元件的制造工序中，能够在抑制硅基板中的内部应力、基板的翘曲的同时形成p型扩散层，且形成了p型扩散层的基板中的载流子的寿命没有大幅度降低。具体实施方式首先，对本专利技术的p型扩散层形成组合物进行说明，其次，对使用p型扩散层形成组合物的p型扩散层和太阳能电池元件的制造方法进行说明。需要说明的是，本说明书中“工序”这一用语不仅是指独立的工序，如果即使在与其他工序不能明确地区分的情况下也能实现该工序的所预期的作用，则也包含在本用语中。此外，本说明书中“～”，表示包含其前后记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。此外，本说明书中提及组合物中的各成分时，在组合物中存在多种属于各成分的物质的情况下，只要无特别说明，则意味着组合物中存在的该多种物质的总量。本专利技术的p型扩散层形成组合物含有：至少含受体元素且寿命扼杀剂元素的总量为1000ppm以下的玻璃粉末(以下有时简称为“玻璃粉末”)和分散介质，进而考虑到涂布性等，可根据需要含有其他的添加剂。在此，所谓p型扩散层形成组合物，是指如下材料：含有受体元素，且能够通过例如在硅基板上涂布后进行热扩散处理(烧成)，从而使该受体元素热扩散，形成p型扩散层的材料。通过使用本专利技术的p型扩散层形成组合物，从而能够将p+型扩散层形成工序和欧姆连接形成工序分离，用于欧姆连接形成的电极材料的选择范围变宽，同时电极的结构的选择范围也变宽。例如，如果将银等低电阻材料用于电极，则能够以薄的膜厚实现低电阻。此外，电极也不必在整面上形成，可如梳形等形状那样部分地形成。通过如上所述形成薄膜或梳形形状等部分性的形状，能够抑制硅基板中的内部应力、抑制基板的翘曲的发生，同时能够形成p型扩散层。因此，如果应用本专利技术的p型扩散层形成组合物，能够使在以往广泛采用的方法即将铝糊剂印刷并将其烧成来使n型扩散层成为p+型扩散层并同时得到欧姆连接的方法中产生的基板中的内部应力和基板的翘曲的发生得以抑制。进而，玻璃粉末中的受体成分在烧成中也难以挥散，因此抑制由于挥散气体的发生而使p型扩散层形成到所需的区域以外的情况。作为其理由，可认为是受体成分与玻璃粉末中的元素结合，或者进入玻璃中，因此难以挥散。此外，本专利技术的p型扩散层形成组合物，由于其中所含的玻璃粉末中的寿命扼杀剂元素的总量为1000ppm以下，因此形成了p型扩散层的基板中的载流子的寿命不会大幅度降低。寿命扼杀剂元素的详细情况将后述。对本专利技术涉及的含受体元素的玻璃粉末进行详细说明。所谓受体元素，是通过在硅基板中掺杂而能够形成p型扩散层的元素。作为受体元素，能够使用第13族的元素，可列举例如B(硼)、Al(铝)和Ga(镓)等。作为用于将受体元素导入玻璃粉末的含有受体元素的物质，可列举B2O3、Al2O3和Ga2O3，优选使用从B2O3、Al2O3和Ga2O3中选择的至少1种。此外，对于玻璃粉末，通过根据需要调节成分比率，能够控制熔融温度、软化点、玻璃化转变温度、化学耐久性等。优选还含以下所示的成分。作为玻璃成分物质，可列举SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.23 JP 2010-1002231.一种p型扩散层形成组合物，其含有：含受体元素并且寿命扼杀剂元素的总量为1000ppm以下的玻璃粉末；和分散介质，所述玻璃粉末的粒径为50μm以下，所述p型扩散层形成组合物中的所述玻璃粉末的含有比率为0.1质量％以上95质量％以下。2.如权利要求1所述的p型扩散层形成组合物，其中，所述受体元素为从硼B、铝Al和镓Ga中选择的至少1种。3.如权利要求1或2所述的p型扩散层形成组合物，其中，含所述受体元素的玻璃粉末含有：从B2O3、Al2O3和Ga2O3中选择的至少1种的含有受体元素的物质；和从SiO2、K2O、...

【专利技术属性】
技术研发人员：町井洋一，吉田诚人，野尻刚，冈庭香，岩室光则，足立修一郎，佐藤铁也，木泽桂子，
申请(专利权)人：日立化成工业株式会社，
类型：
国别省市：