用于形成半导体基板用钝化膜的材料、半导体基板用钝化膜及其制造方法、以及太阳能电池元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其包含具有阴离子性基团或阳离子性基团的高分子化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成半导体基板用钝化膜的材料、半导体基板用钝化膜及其制造方法、以及太阳能电池元件及其制造方法
本专利技术涉及用于形成半导体基板用钝化膜的材料、半导体基板用钝化膜及其制造方法、以及太阳能电池元件及其制造方法。
技术介绍
对现有的硅太阳能电池的制造工序进行说明。首先，为了促进光陷阱效应实现高效率化，准备形成有纹理结构的p型硅基板，接着，在三氯氧磷(POCl3)、氮、氧的混合气体气氛中、在800℃～900℃下进行几十分钟的处理，同样地形成n型扩散层。在该现有的方法中，由于使用混合气体进行磷的扩散，因此不仅在表面，在侧面、背面也形成n型扩散层。因此，要进行用于除去侧面的n型扩散层的侧蚀刻。另外，背面的n型扩散层需要转变为p+型扩散层。因此，在背面印刷铝糊剂，将其进行烧成，使n型扩散层成为p+型扩散层，同时得到欧姆接触。但是，由铝糊剂形成的铝层的导电率低。因此，为了降低薄膜电阻，通常在将形成于整个背面的铝层烧成后必须具有10μm～20μm左右的厚度。另外，硅与铝的热膨胀率显著不同。因此，在烧成及冷却的过程中，有时在硅基板中产生巨大的内部应力，从而造成晶粒间界的破坏、结晶缺陷增长及翘曲。为了解决上述问题，有减少铝糊剂的涂布量而使背面电极层变薄的方法。但是，如果减少铝糊剂的涂布量，则p型硅半导体基板的由表面扩散至内部的铝量变得不充分。结果，无法实现期望的BSF(背面电场)效应(生成载流子的收集效率由于p+型扩散层的存在而提高的效应)，产生太阳能电池的特性下降的问题。与上述相关地，提出了如下的方法：对硅基板表面的一部分赋予铝糊剂，局部地形成p+层和铝电极的点接触的方法(例如参考专利文献1)。在这样的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，在铝电极以外的部分的表面中需要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钝化膜，提出了SiO2膜等(例如参考专利文献2)。上述钝化膜为如下的膜：在硅基板的背面形成氧化膜，由此使硅基板的背面表层部中的硅原子的未成键端封闭，从而使引起再接合的表面能级密度降低。另外，提出了如下的方法：也将作为受光面侧的防反射膜广泛使用的SiNx(氮化硅)膜，作为背面用钝化膜使用(例如参考专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3107287号说明书专利文献2：日本特开2004-6565号公报专利文献3：日本特开2010-537423号公报
技术实现思路
专利技术解决的课题但是，在专利文献2及专利文献3中提出的SiO2膜及SiNx膜，一般使用热氧化法或CVD法等形成。在热氧化法中，通常需要1000℃以上的高温处理，并且需要气体流量、气体流量分布等工艺条件的管理。另外，在使用CVD装置的情况下，根据所使用的反应性气体的种类，有时通过反应性气体的分解可以期待氢钝化的效果，但由于处理吞吐量低、装置维护频繁等而存在制造成本高的问题。另外，由于在背面用钝化膜的开口部形成中通常使用光刻工序，因此在工序数、制造成本等方面也存在问题。本专利技术鉴于以上现有问题点而研发，其课题在于提供一种用于形成半导体基板用钝化膜的材料，所述材料能够通过简便的方法形成具有优异的钝化特性的半导体基板用钝化膜。本专利技术的课题还在于提供使用上述用于形成半导体基板用钝化膜的材料形成的半导体基板用钝化膜及其制造方法。本专利技术的课题还在于提供具有上述半导体基板用钝化膜的太阳能电池元件及其制造方法。解决课题的手段用于解决所述课题的具体手段如下所述。<1>一种用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其包含具有阴离子性基团或阳离子性基团的高分子化合物。<2>根据<1>所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述高分子化合物具有由碳和选自氢、氟、氧及硫中的至少一种元素构成的主链。<3>根据<1>或<2>所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述高分子化合物具有由碳和选自氢、氧及硫中的至少一种元素构成的主链。<4>根据<1>～<3>中任一项所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述高分子化合物具有芳香族基团。<5>根据<1>或<2>所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述高分子化合物具有由碳及氟构成的主链。<6>根据<1>～<5>中任一项所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述高分子化合物的电导率在25℃的水中为1mS/cm以上。<7>根据<1>～<6>中任一项所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述高分子化合物具有选自磺酸基、羧基、磷酸基、膦酸基及酚性羟基中的至少一种阴离子性基团。<8>根据<1>～<7>中任一项所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述高分子化合物具有磺酸基。<9>根据<1>～<8>中任一项所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述高分子化合物为选自聚全氟烯烃磺酸衍生物、磺化聚苯乙烯衍生物及磺化聚芳基醚砜中的至少一种。<10>根据<1>～<9>中任一项所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其还包含填料。<11>根据<10>所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述填料为无机填料。<12>根据<11>所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述无机填料含有选自Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、SiC、MgO、沸石、AlN及BN中的至少一种物质。<13>根据<11>或<12>所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述无机填料至少含有SiO2。<14>根据<10>～<13>中任一项所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述填料的重均粒径即50％D为10nm～30μm。<15>根据<10>～<14>中任一项所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述填料相对于所述高分子化合物的含量的含有率为0.1质量％～200质量％。<16>根据<1>～<15>中任一项所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其还包含金属醇盐。<17>根据<16>所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述金属醇盐为硅醇盐。<18>根据<16>或<17>所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其还包含至少一种酸性化合物。<19>根据<16>～<18>中任一项所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述金属醇盐相对于所述高分子化合物的含量的含有率为0.1质量％～200质量％。<20>根据<1>～<19>中任一项所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其还包含液状介质。&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】2011.05.26 JP 2011-118494;2011.05.26 JP 2011-118491.一种用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其包含下述高分子化合物，还包含填料，所述高分子化合物是具有构成高分子化合物的主链、和与该主链键合的具有阴离子性基团或阳离子性基团的侧链的化合物，构成所述高分子化合物的主链的低聚物或聚合物为聚醚酮、聚硫化物、聚磷腈、聚亚苯基、聚苯并咪唑、聚醚砜、聚芳基醚砜、聚苯醚、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚脲、聚砜、聚磺酸酯、聚苯并噁唑、聚苯并噻唑、聚噻唑、聚苯基喹喔啉、聚喹啉、聚硅氧烷、聚三嗪、聚二烯、聚吡啶、聚嘧啶、聚噁噻唑、聚四氮杂芘、聚噁唑、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基咪唑、聚吡咯烷酮、聚丙烯酸酯衍生物、聚甲基丙烯酸酯衍生物、聚苯乙烯衍生物、聚全氟烯烃树脂、或聚全氟烯烃树脂的一部分氟原子被氢原子取代后的聚氟烯烃树脂。2.根据权利要求1所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述高分子化合物的电导率在25℃的水中为1mS/cm以上。3.根据权利要求1或2所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述高分子化合物具有选自磺酸基、羧基、磷酸基、膦酸基及酚性羟基中的至少一种阴离子性基团。4.根据权利要求1或2所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述高分子化合物具有磺酸基。5.根据权利要求1所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述填料为无机填料。6.根据权利要求5所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述无机填料含有选自Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、SiC、MgO、沸石、AlN及BN中的至少一种物质。7.根据权利要求5或6所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述无机填料至少含有SiO2。8.根据权利要求1所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述填料的重均粒径即50％D为10nm～30μm。9.根据权利要求1所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述填料相对于所述高分子化合物的含量的含有率为0.1质量％～200质量％。10.根据权利要求1或2所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其还包含液状介质。11.根据权利要求10所述的用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其中，所述液状介质含有选自甲醇、乙醇、1-丙醇及2-丙醇中的至少一种。12.一种用于形成半导体基板用钝化膜的材料，其包含下述高分子化合物，还包含填料，所述高分子化合物是具有构成高分子化合物的主链、和与该主链键合的具有阴离子性基团或阳离子性基团的侧链的化合物，其中，所述高分子化合物为选自聚全氟烯烃磺酸衍生物、磺化聚苯乙烯衍生物及磺化聚芳基...

【专利技术属性】
技术研发人员：织田明博，吉田诚人，野尻刚，町井洋一，岩室光则，足立修一郎，佐藤铁也，田中彻，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：
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