JP2014090020A - Composition for forming barrier layer, semiconductor substrate with barrier layer, method for manufacturing substrate for solar cell, and method for manufacturing solar cell element - Google Patents
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Abstract
【課題】ドナー元素又はアクセプター元素の拡散を充分に防ぐことができる、バリア層形成用組成物、バリア層付き半導体基板、太陽電池用基板の製造方法、および太陽電池素子の製造方法を提供する。
【解決手段】アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物と、分散媒と、を含有し、鉄、マンガン、タングステン、金、クロム、およびニッケルの総含有率が、5質量%以下であるバリア層形成用組成物。
【選択図】なしProvided are a barrier layer forming composition, a semiconductor substrate with a barrier layer, a method for producing a solar cell substrate, and a method for producing a solar cell element, which can sufficiently prevent diffusion of a donor element or an acceptor element.
An alkaline earth metal or a metal compound containing an alkali metal and a dispersion medium, and the total content of iron, manganese, tungsten, gold, chromium, and nickel is 5% by mass or less. A composition for forming a barrier layer.
[Selection figure] None
Description
本発明は、バリア層形成用組成物、バリア層付き半導体基板、太陽電池用基板の製造方法および太陽電池素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a barrier layer forming composition, a semiconductor substrate with a barrier layer, a method for manufacturing a solar cell substrate, and a method for manufacturing a solar cell element.
従来のシリコン太陽電池素子の製造工程について説明する。まず、光閉じ込め効果を促して高効率化を図るよう、受光面にテクスチャー構造を形成したp型シリコン基板を準備し、続いてオキシ塩化リン(POCl3)、窒素、酸素の混合ガス雰囲気において800℃〜900℃で数十分の処理を行って一様にn型拡散層を形成する。次いで、受光面にAgなどの電極ペースト、裏面側にアルミニウムなどの電極ペーストを塗布、焼成することにより、太陽電池素子を得ていた。 The manufacturing process of the conventional silicon solar cell element is demonstrated. First, a p-type silicon substrate having a texture structure formed on the light-receiving surface is prepared so as to promote the light confinement effect and increase the efficiency, and then in a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen and oxygen, 800 An n-type diffusion layer is uniformly formed by performing several tens of minutes of processing at a temperature of from 900C to 900C. Subsequently, an electrode paste such as Ag was applied to the light receiving surface, and an electrode paste such as aluminum was applied to the back surface and baked to obtain a solar cell element.
しかしながら、受光面側の電極の直下には太陽光が入射しないため、その部分では発電しない。そこで受光面に電極がなく、裏面にn型拡散層及びp+型拡散層を有し、それぞれの拡散層の上に電極を有する裏面電極型太陽電池が開発されている(例えば、特許文献1参照)。 However, since sunlight does not enter directly under the electrode on the light receiving surface side, power is not generated in that portion. Therefore, a back electrode type solar cell has been developed that has no electrode on the light receiving surface, an n type diffusion layer and a p + type diffusion layer on the back surface, and electrodes on the respective diffusion layers (for example, Patent Document 1). reference).
このような裏面電極型太陽電池を形成する方法について説明する。n型シリコン基板の受光面及び裏面の全面にバリア層を形成する。ここで、バリア層は、シリコン基板内に不純物が拡散するのを抑制する機能を有する。次に、シリコン基板の裏面のバリア層の一部を除去して開口部を形成する。そして、バリア層の開口部からp型不純物をシリコン基板の裏面に拡散させると、開口部に対応する領域にp+型拡散層が形成される。次に、シリコン基板の裏面のバリア層をすべて除去した後に、再度シリコン基板の裏面の全面にバリア層を形成する。そして、前記p+型拡散層を形成した領域とは異なる領域のバリア層の一部を除去して開口部を形成し、その開口部からn型不純物をシリコン基板の裏面に拡散させて、n+型拡散層を形成する。続いて、シリコン基板の裏面のバリア層をすべて除去することで、裏面にp+型拡散層及びn+型拡散層が形成される。さらに、テクスチャー構造、反射防止膜、パッシベーション膜、電極等を形成することで裏面電極型太陽電池が完成する。 A method of forming such a back electrode type solar cell will be described. A barrier layer is formed on the entire light receiving surface and back surface of the n-type silicon substrate. Here, the barrier layer has a function of suppressing the diffusion of impurities into the silicon substrate. Next, a part of the barrier layer on the back surface of the silicon substrate is removed to form an opening. Then, when p-type impurities are diffused from the opening of the barrier layer to the back surface of the silicon substrate, a p + -type diffusion layer is formed in a region corresponding to the opening. Next, after all the barrier layer on the back surface of the silicon substrate is removed, a barrier layer is formed again on the entire back surface of the silicon substrate. Then, a part of the barrier layer in a region different from the region where the p + -type diffusion layer is formed is removed to form an opening, and n-type impurities are diffused from the opening to the back surface of the silicon substrate. A + type diffusion layer is formed. Subsequently, by removing all the barrier layer on the back surface of the silicon substrate, a p + -type diffusion layer and an n + -type diffusion layer are formed on the back surface. Furthermore, a back electrode type solar cell is completed by forming a texture structure, an antireflection film, a passivation film, an electrode, and the like.
前記バリア層として、熱酸化法により基板表面に生成させた酸化膜を利用する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。一方、SiO2前駆体を含むマスキングペーストを用いたバリア層の形成方法も提案されている(例えば、特許文献3参照)。 As the barrier layer, a method using an oxide film formed on the substrate surface by a thermal oxidation method has been proposed (see, for example, Patent Document 2). On the other hand, a method for forming a barrier layer using a masking paste containing a SiO 2 precursor has also been proposed (see, for example, Patent Document 3).
しかし、前述の特許文献2に記載の、熱酸化法により基板表面に酸化膜を生成させる方法では、スループットが長いため、製造コストが高くなるという問題があった。
また、特許文献3に記載の、SiO2前駆体を含有するマスキングペーストを用いる方法では、物理的にドナー元素又はアクセプター元素の拡散を防ぐものであること、さらにSiO2からなるバリア層は緻密な膜を形成することが困難であるためピンホールを形成しやすいことから、ドーパントの基板への拡散を充分に防ぐことが困難であった。また従来のマスキングペーストでは、形成された太陽電池基板内のキャリアのライフタイムが低くなる傾向があった。
However, the method of generating an oxide film on the substrate surface by the thermal oxidation method described in Patent Document 2 described above has a problem in that the manufacturing cost is high because the throughput is long.
Moreover, in the method using the masking paste containing the SiO 2 precursor described in Patent Document 3, it is intended to physically prevent the diffusion of the donor element or the acceptor element, and the barrier layer made of SiO 2 is dense. Since it is difficult to form a film and pinholes are easily formed, it has been difficult to sufficiently prevent diffusion of the dopant into the substrate. Further, the conventional masking paste has a tendency that the lifetime of carriers in the formed solar cell substrate is lowered.
そこで本発明は、以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、太陽電池基板内のキャリアのライフタイムを低下させること無く、ドナー元素又はアクセプター元素の半導体基板への拡散を充分に防ぐことが可能なバリア層形成組成物、バリア層付き半導体基板、太陽電池用基板の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and sufficiently prevents the diffusion of a donor element or an acceptor element into a semiconductor substrate without reducing the lifetime of carriers in the solar cell substrate. It is an object of the present invention to provide a barrier layer-forming composition, a semiconductor substrate with a barrier layer, a method for manufacturing a solar cell substrate, and a method for manufacturing a solar cell element.
前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
<1> アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物と、分散媒と、を含有し、
鉄、マンガン、タングステン、金、クロム、およびニッケルの総含有率が、5質量%以下であるバリア層形成用組成物。
Specific means for solving the above problems are as follows.
<1> containing an alkaline earth metal or a metal compound containing an alkali metal, and a dispersion medium,
The composition for barrier layer formation whose total content rate of iron, manganese, tungsten, gold | metal | money, chromium, and nickel is 5 mass% or less.
<2> 前記鉄、マンガン、タングステン、金、クロム、およびニッケルの総含有率が1質量%以下である、前記<1>に記載のバリア層形成用組成物。 <2> The composition for forming a barrier layer according to <1>, wherein the total content of the iron, manganese, tungsten, gold, chromium, and nickel is 1% by mass or less.
<3> 前記アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物が、金属元素として、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、ストロンチウム、バリウム、およびラジウムからなる群より選択される1種以上を含む、前記<1>又は<2>に記載のバリア層形成用組成物。 <3> The metal compound containing the alkaline earth metal or alkali metal is selected from the group consisting of magnesium, calcium, sodium, potassium, lithium, rubidium, cesium, beryllium, strontium, barium, and radium as the metal element. The composition for forming a barrier layer according to the above <1> or <2>, comprising one or more of the above.
<4> 前記アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物が、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム、水酸化マグネシウム、および水酸化カルシウムからなる群より選択される1種以上を含む、前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のバリア層形成用組成物。 <4> The alkaline earth metal or the metal compound containing an alkali metal is magnesium oxide, calcium oxide, potassium oxide, magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium sulfate, calcium sulfate, calcium nitrate, magnesium hydroxide, and calcium hydroxide. The composition for forming a barrier layer according to any one of <1> to <3>, comprising at least one selected from the group consisting of:
<5> 前記アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物が、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、および炭酸マグネシウムからなる群より選択される1種以上を含む、前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載のバリア層形成用組成物。 <5> Any of the above <1> to <4>, wherein the alkaline earth metal or the metal compound containing an alkali metal includes one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, calcium oxide, and magnesium carbonate 2. The composition for forming a barrier layer according to item 1.
<6> 前記アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物の総含有率が0.1質量%以上80質量%未満である、前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載のバリア層形成用組成物。 <6> The total content of the alkaline earth metal or the metal compound containing an alkali metal is 0.1% by mass or more and less than 80% by mass, according to any one of <1> to <5>. A composition for forming a barrier layer.
<7> 前記分散媒が、水、アルコール系溶剤、グリコールモノエーテル系溶剤、およびテルペン系溶剤からなる群より選択される1種以上を含む、前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載のバリア層形成用組成物。 <7> Any one of the above <1> to <6>, wherein the dispersion medium contains one or more selected from the group consisting of water, alcohol solvents, glycol monoether solvents, and terpene solvents. A composition for forming a barrier layer as described in 1. above.
<8> 半導体基板に部分的に拡散層を形成するためのマスクの形成に用いられる、前記<1>〜<7>のいずれか1項に記載のバリア層形成用組成物。 <8> The composition for forming a barrier layer according to any one of <1> to <7>, which is used for forming a mask for partially forming a diffusion layer on a semiconductor substrate.
<9> 半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた前記<1>〜<7>のいずれか1項に記載のバリア層形成用組成物の乾燥体であるバリア層と、を有するバリア層付き半導体基板。 The barrier layer which has a <9> semiconductor substrate and the barrier layer which is a dry body of the composition for barrier layer formation of any one of said <1>-<7> provided on the said semiconductor substrate. With a semiconductor substrate.
<10> 前記<1>〜<7>のいずれか1項に記載のバリア層形成用組成物を半導体基板上にパターン状に付与して、バリア層を形成する工程と、
前記半導体基板上の前記バリア層が形成されていない部分から、ドナー元素又はアクセプター元素をドーピングして、前記半導体基板内に部分的に拡散層を形成する工程と、
を含む、太陽電池用基板の製造方法。
<10> A step of applying the barrier layer forming composition according to any one of <1> to <7> above in a pattern on a semiconductor substrate to form a barrier layer;
Doping a donor element or an acceptor element from a portion where the barrier layer is not formed on the semiconductor substrate, and partially forming a diffusion layer in the semiconductor substrate;
The manufacturing method of the board | substrate for solar cells containing.
<11> 前記バリア層形成用組成物を付与する方法が、印刷法又はインクジェット法である、前記<10>に記載の太陽電池用基板の製造方法。 <11> The method for producing a solar cell substrate according to <10>, wherein the method for applying the composition for forming a barrier layer is a printing method or an inkjet method.
<12> 前記<10>又は<11>に記載の製造方法により得られる太陽電池用基板の拡散層上に、電極を形成する工程を含む、太陽電池素子の製造方法。
<12> A method for producing a solar cell element, comprising a step of forming an electrode on a diffusion layer of a solar cell substrate obtained by the production method according to <10> or <11>.
本発明によれば、太陽電池基板内のキャリアのライフタイムを低下させること無く、ドナー元素又はアクセプター元素の半導体基板への拡散を充分に防ぐことが可能なバリア層形成用組成物、バリア層付き半導体基板、太陽電池用基板の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composition for barrier layer formation which can fully prevent the spreading | diffusion to a semiconductor substrate of a donor element or an acceptor element without reducing the lifetime of the carrier in a solar cell substrate, with a barrier layer A semiconductor substrate, a method for manufacturing a solar cell substrate, and a method for manufacturing a solar cell element can be provided.
まず、本発明のバリア層形成用組成物について説明し、これにより得られるバリア層付き半導体基板を説明し、次にバリア層形成用組成物を用いる太陽電池用基板の製造方法および太陽電池素子の製造方法について説明する。尚、本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「〜」は、その前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示すものとする。さらに本明細書において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。 First, the barrier layer-forming composition of the present invention will be described, the semiconductor substrate with a barrier layer obtained thereby will be described, and then a solar cell substrate manufacturing method and solar cell element using the barrier layer-forming composition will be described. A manufacturing method will be described. In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and even if it cannot be clearly distinguished from other processes, the term “process” is used if the intended action of the process is achieved. included. In the present specification, “to” indicates a range including the numerical values described before and after the values as a minimum value and a maximum value, respectively. Further, in this specification, the amount of each component in the composition is the sum of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific indication when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition. Means quantity.
<バリア層形成用組成物>
本発明のバリア層形成用組成物は、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物(以下、「特定化合物」ともいう)と、分散媒と、を含有する。本発明のバリア層形成用組成物は、ドーパントであるドナー元素又はアクセプター元素の半導体基板への拡散を阻害する。そのため、半導体基板においてドナー元素又はアクセプター元素を拡散したくない領域に、本発明のバリア層形成用組成物を用いてバリア層を形成することで、前記領域でのドナー元素及びアクセプター元素の拡散を充分に防止することができる。よって、半導体基板内に選択的にドーピング領域(拡散層領域)を形成することが可能である。この理由について、以下のように考えることができる。
<Barrier layer forming composition>
The composition for forming a barrier layer of the present invention contains an alkaline earth metal or a metal compound containing an alkali metal (hereinafter also referred to as “specific compound”) and a dispersion medium. The composition for forming a barrier layer of the present invention inhibits diffusion of a donor element or an acceptor element, which is a dopant, into a semiconductor substrate. Therefore, by forming a barrier layer using the barrier layer forming composition of the present invention in a region where the donor element or the acceptor element is not desired to be diffused in the semiconductor substrate, the donor element and the acceptor element are diffused in the region. It can be sufficiently prevented. Therefore, a doping region (diffusion layer region) can be selectively formed in the semiconductor substrate. The reason for this can be considered as follows.
特定化合物をバリア層形成用組成物に含有させ、このバリア層形成用組成物を半導体基板に塗布した後に、ドーピング化合物を付与すると、特定化合物とドーピング化合物との間で反応が起こる。この反応は、ドーピング化合物と半導体基板との反応よりも反応性が高いため、ドナー元素又はアクセプター元素が半導体基板へ拡散するのが阻害されると考えられる。
なお、一般的に、ドナー元素又はアクセプター元素を含有するドーピング化合物としては、酸化リン、酸化ホウ素、オキシ塩化リン等が用いられ、これらはいずれも酸性化合物(又は水と反応して酸性を示す化合物)である。そのため、特に、特定化合物は塩基性化合物であることが好ましい。塩基性化合物の特定化合物は、ドーピング化合物との間で酸塩基反応し、この酸塩基反応は反応性が高いため、より効果的にドナー元素又はアクセプター元素が半導体基板へ拡散するのを阻害する。
When a specific compound is contained in the composition for forming a barrier layer and this doping composition is applied to a semiconductor substrate and then a doping compound is applied, a reaction occurs between the specific compound and the doping compound. Since this reaction is more reactive than the reaction between the doping compound and the semiconductor substrate, it is considered that the diffusion of the donor element or the acceptor element into the semiconductor substrate is hindered.
In general, as a doping compound containing a donor element or an acceptor element, phosphorus oxide, boron oxide, phosphorus oxychloride, or the like is used, and these are all acidic compounds (or compounds that react with water to show acidity). ). Therefore, in particular, the specific compound is preferably a basic compound. The specific compound of the basic compound undergoes an acid-base reaction with the doping compound, and this acid-base reaction has high reactivity, and thus more effectively inhibits the donor element or the acceptor element from diffusing into the semiconductor substrate.
また、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物は、高温(例えば500℃以上)でも安定であるため、ドナー元素又はアクセプター元素を半導体基板に熱拡散させる際に、本発明の効果を充分に発揮することができる。
また、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物は、半導体基板に溶け込んだ際に、半導体基板中でキャリアの再結合中心として作用しないため、半導体基板の変換効率を低下させるという不具合を抑えることができる。
In addition, since the alkaline earth metal or the metal compound containing the alkali metal is stable even at a high temperature (for example, 500 ° C. or higher), the effect of the present invention is sufficiently obtained when the donor element or the acceptor element is thermally diffused in the semiconductor substrate. Can be demonstrated.
In addition, an alkaline earth metal or a metal compound containing an alkali metal does not act as a carrier recombination center in the semiconductor substrate when dissolved in the semiconductor substrate, thereby suppressing a problem of reducing the conversion efficiency of the semiconductor substrate. be able to.
そして、本発明のバリア層形成用組成物は、鉄、マンガン、タングステン、金、クロム、およびニッケルの総含有率が5質量%以下である。これにより、太陽電池基板内のキャリアのライフタイムの低下が抑制される。 And the composition for barrier layer formation of this invention is 5 mass% or less in total content of iron, manganese, tungsten, gold | metal | money, chromium, and nickel. Thereby, the fall of the lifetime of the carrier in a solar cell board | substrate is suppressed.
(アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物)
本発明のバリア層形成用組成物は、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物を含有する。アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物を含有することで、ドナー元素又はアクセプター元素が半導体基板へ拡散するのを阻害することができる。
アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物は、常温(約20℃)において液体であっても固体であってもよい。高温においても充分なバリア層性能を保持するには高温でも化学的に安定である必要があるという観点からは、熱拡散する高温(例えば500℃以上)において固体であることが好ましい。ここで、例えば、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物としては、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属酸化物、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属塩が挙げられる。
(Alkaline earth metal or metal compound containing alkali metal)
The composition for forming a barrier layer of the present invention contains an alkaline earth metal or a metal compound containing an alkali metal. By containing an alkaline earth metal or a metal compound containing an alkali metal, it is possible to inhibit the donor element or the acceptor element from diffusing into the semiconductor substrate.
The alkaline earth metal or the metal compound containing the alkali metal may be liquid or solid at room temperature (about 20 ° C.). From the viewpoint that it is necessary to be chemically stable even at a high temperature in order to maintain a sufficient barrier layer performance even at a high temperature, it is preferably a solid at a high temperature (for example, 500 ° C. or higher) at which heat is diffused. Here, for example, the alkaline earth metal or the metal compound containing an alkali metal includes an alkaline earth metal or a metal oxide containing an alkali metal, an alkaline earth metal or a metal salt containing an alkali metal.
アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物としては、特に制限されず、ドナー元素又はアクセプター元素を熱拡散する700℃以上の高温において、塩基性化合物に変化する材料であることが好ましい。更に強い塩基性を示す観点から、金属化合物が金属元素としてマグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、ストロンチウム、バリウムおよびラジウムからなる群より選択される1種以上を含有することが好ましく、マグネシウム、カルシウム、バリウム、カリウムおよびナトリウムからなる群より選択される1種以上を含有することがより好ましく、マグネシウム、カルシウムおよびカリウムからなる群より選択される1種以上を含有することがさらに好ましく、低毒性および入手の容易さという観点から、マグネシウムおよびカルシウムからなる群より選択される1種以上を含有することがさらに好ましい。
そして、化学的安定性の観点から、これらの金属元素からなる群より選択される1種以上を含有する金属酸化物、金属炭酸塩、金属硝酸塩、金属硫酸塩および金属水酸化物からなる群より選択される1種以上であることが好ましく、金属酸化物、金属炭酸塩および金属水酸化物からなる群より選択される1種以上であることがより好ましい。
The alkaline earth metal or the metal compound containing an alkali metal is not particularly limited, and is preferably a material that changes to a basic compound at a high temperature of 700 ° C. or higher at which a donor element or an acceptor element is thermally diffused. From the viewpoint of exhibiting stronger basicity, the metal compound contains at least one selected from the group consisting of magnesium, calcium, sodium, potassium, lithium, rubidium, cesium, beryllium, strontium, barium and radium as a metal element. It is more preferable that it contains at least one selected from the group consisting of magnesium, calcium, barium, potassium and sodium, and more preferably contains at least one selected from the group consisting of magnesium, calcium and potassium. More preferably, from the viewpoint of low toxicity and availability, it is more preferable to contain one or more selected from the group consisting of magnesium and calcium.
And from the viewpoint of chemical stability, from the group consisting of metal oxides, metal carbonates, metal nitrates, metal sulfates and metal hydroxides containing one or more selected from the group consisting of these metal elements It is preferably one or more selected, more preferably one or more selected from the group consisting of metal oxides, metal carbonates and metal hydroxides.
特に、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化リチウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ルビジウム、酸化セシウム、酸化ベリリウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化ラジウム等の金属酸化物及びこれらの複合酸化物;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化ベリリウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化ラジウム等の金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸ベリリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、炭酸ラジウム等の金属炭酸塩;硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸リチウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸ルビジウム、硝酸セシウム、硝酸ベリリウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウム、硝酸ラジウム等の金属硝酸塩;硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ルビジウム、硫酸セシウム、硫酸ベリリウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウム、硫酸ラジウム等の金属硫酸塩などを用いることが好ましい。
より好ましくは、前記金属酸化物、これらの複合酸化物、金属水酸化物、及び金属炭酸塩からなる群より選択される1種以上を用いることである。
In particular, metal oxides such as sodium oxide, potassium oxide, lithium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, rubidium oxide, cesium oxide, beryllium oxide, strontium oxide, barium oxide, radium oxide, and complex oxides thereof; sodium hydroxide, Metal hydroxides such as potassium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, beryllium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, radium hydroxide; sodium carbonate, carbonic acid Metal carbonates such as potassium, lithium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, rubidium carbonate, cesium carbonate, beryllium carbonate, strontium carbonate, barium carbonate, radium carbonate; sodium nitrate, potassium nitrate, lithium nitrate, calcium nitrate Metal nitrates such as magnesium nitrate, rubidium nitrate, cesium nitrate, beryllium nitrate, strontium nitrate, barium nitrate, radium nitrate; sodium sulfate, potassium sulfate, lithium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, rubidium sulfate, cesium sulfate, beryllium sulfate, It is preferable to use metal sulfates such as strontium sulfate, barium sulfate, and radium sulfate.
More preferably, at least one selected from the group consisting of the metal oxides, complex oxides thereof, metal hydroxides, and metal carbonates is used.
これらの中でも、低毒性、入手の容易さという観点から、炭酸ナトリウム、酸化ナトリウム、炭酸カリウム、酸化カリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム、および酸化マグネシウムから選択される1種以上を用いることが好ましく、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム、酸化カリウム、水酸化マグネシウムおよび水酸化カルシウムからなる群より選択される1種以上を用いることがより好ましく、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウムおよび酸化マグネシウムから選択される1種以上を用いることがさらに好ましく、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、および炭酸マグネシウムからなる群より選択される1種以上を用いることが特に好ましく、炭酸カルシウムを用いることが最も好ましい。 Among these, from the viewpoint of low toxicity and easy availability, sodium carbonate, sodium oxide, potassium carbonate, potassium oxide, calcium carbonate, calcium hydroxide, calcium oxide, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, magnesium sulfate, calcium sulfate, It is preferable to use at least one selected from calcium nitrate and magnesium oxide, and magnesium oxide, calcium oxide, magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium sulfate, calcium sulfate, calcium nitrate, potassium oxide, magnesium hydroxide and calcium hydroxide It is more preferable to use at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, calcium oxide, potassium oxide, calcium hydroxide, magnesium carbonate and magnesium oxide. More preferably the use of the above species, calcium carbonate, calcium oxide and particularly preferred to use at least one selected from the group consisting of magnesium carbonate, it is most preferable to use calcium carbonate.
アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物が、常温で固体の場合であって粒子形状を呈している場合、その粒子の粒子径は30μm以下であることが好ましく、0.01μm〜30μmであることがより好ましく、0.02μm〜10μmであることがさらに好ましく、0.03μm〜5μmであることが特に好ましい。
粒子径が30μm以下であると、半導体基板上の塗布部により均一にドナー元素又はアクセプター元素を拡散(ドープ)することができる。また、0.01μm以上であると、バリア層形成用組成物中に均一にアルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物を分散しやすい。また、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物は分散媒に溶解していてもよい。
なお、粒子径は、体積平均粒子径を表し、レーザー散乱回折法粒度分布測定装置等により測定することができる。体積平均粒子径は、粒子に照射したレーザー光の散乱光強度と角度の関係を検出し、Mie散乱理論に基づいて算出することができる。測定する際の分散媒に特に制限はないが、測定対象とする粒子が溶解しない分散媒を用いることが好ましい。
When the alkaline earth metal or the metal compound containing the alkali metal is solid at room temperature and has a particle shape, the particle diameter of the particles is preferably 30 μm or less, and 0.01 μm to 30 μm. More preferably, it is more preferably 0.02 μm to 10 μm, and particularly preferably 0.03 μm to 5 μm.
When the particle diameter is 30 μm or less, the donor element or the acceptor element can be uniformly diffused (doped) by the coating portion on the semiconductor substrate. Moreover, it is easy to disperse | distribute the metal compound containing an alkaline-earth metal or an alkali metal uniformly in the composition for barrier layer formation as it is 0.01 micrometer or more. Moreover, the alkaline earth metal or the metal compound containing an alkali metal may be dissolved in the dispersion medium.
The particle diameter represents a volume average particle diameter, and can be measured with a laser scattering diffraction particle size distribution measuring apparatus or the like. The volume average particle diameter can be calculated based on the Mie scattering theory by detecting the relationship between the scattered light intensity and the angle of the laser light applied to the particles. Although there is no restriction | limiting in particular in the dispersion medium at the time of measuring, It is preferable to use the dispersion medium in which the particle | grains made into a measurement object do not melt | dissolve.
30μm以下の前記粒子を得る方法としては特に制限は無く、例えば粉砕処理をして得ることができる。粉砕手法としては、乾式粉砕法及び湿式粉砕法が採用できる。乾式粉砕法としては、ジェットミル、振動ミル、ボールミル等が採用できる。湿式粉砕法としてはビーズミル、ボールミル等が使用できる。 There is no restriction | limiting in particular as a method of obtaining the said particle | grains of 30 micrometers or less, For example, it can obtain by grind | pulverizing. As a grinding method, a dry grinding method and a wet grinding method can be employed. As the dry pulverization method, a jet mill, a vibration mill, a ball mill, or the like can be employed. As the wet pulverization method, a bead mill, a ball mill or the like can be used.
粉砕処理に際して粉砕装置に起因する不純物がバリア層形成用組成物に混入すると、半導体基板内のキャリアのライフタイム低下を招く恐れがあるため、粉砕容器、ビーズ、ボール等の材質は半導体基板への影響の少ない材質を選択することが好ましい。粉砕時に好適に用いられる容器などの材質としては、アルミナ、部分安定化ジルコニア等が挙げられる。また、粉砕手法以外に、気相酸化法、加水分解法などを用いることができる。 When impurities resulting from the pulverization apparatus are mixed into the barrier layer forming composition during the pulverization process, the lifetime of the carriers in the semiconductor substrate may be reduced. It is preferable to select a material with little influence. Examples of the material of the container and the like that are preferably used during pulverization include alumina and partially stabilized zirconia. In addition to the pulverization method, a gas phase oxidation method, a hydrolysis method, or the like can be used.
また、前記粒子は、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物以外の化合物で構成された粒子(例えば酸化ケイ素粒子)を担体とし、この担体の表面にアルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物が被覆又は分散担持された材料であってもよい。この形態では、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物の有効表面積を大きくすることが可能であり、ドナー元素又はアクセプター元素の半導体基板への拡散を阻害する特性が向上する可能性がある。 Further, the particles include particles composed of an alkaline earth metal or a compound other than a metal compound containing an alkali metal (for example, silicon oxide particles) as a carrier, and the surface of the carrier contains an alkaline earth metal or an alkali metal. The metal compound to be coated or dispersed and supported may be used. In this embodiment, it is possible to increase the effective surface area of the alkaline earth metal or the metal compound containing the alkali metal, and there is a possibility that the property of inhibiting the diffusion of the donor element or the acceptor element into the semiconductor substrate may be improved. .
前記担体としては10m2/g以上のBET比表面積を示す材料が好ましく、SiO2、活性炭、カーボンファイバー、酸化亜鉛などの無機材料の粒子を例示することができる。 The carrier is preferably a material having a BET specific surface area of 10 m 2 / g or more, and examples thereof include particles of inorganic materials such as SiO 2 , activated carbon, carbon fiber, and zinc oxide.
前記粒子の形状は特に制限されず、略球状、扁平状、鱗片状、ブロック状、楕球状、板状及び棒状のいずれであってもよい。前記粒子の形状は、電子顕微鏡などによって確認することができる。 The shape of the particles is not particularly limited, and may be any of a substantially spherical shape, a flat shape, a scale shape, a block shape, an oval shape, a plate shape, and a rod shape. The shape of the particles can be confirmed by an electron microscope or the like.
バリア層形成用組成物中のアルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物の含有量は、塗布性、ドナー元素又はアクセプター元素の拡散性等を考慮し決定される。一般には、バリア層形成用組成物中のアルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物の含有比率は、バリア層形成用組成物中で、0.1質量%以上95質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上80質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上50質量%以下であることがより好ましく、2質量%以上50質量%以下であることが特に好ましく、5質量%以上20質量%以下であることが最も好ましい。
アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物の含有率が0.1質量%以上であると、ドナー元素又はアクセプター元素の半導体基板中への拡散を充分に阻害することができる。95質量%以下であると、バリア層形成用組成物中のアルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物の分散性が良好になり、基板への塗布性が向上する。
The content of the alkaline earth metal or the metal compound containing the alkali metal in the composition for forming a barrier layer is determined in consideration of the coating property, the diffusibility of the donor element or the acceptor element, and the like. Generally, the content ratio of the alkaline earth metal or the metal compound containing an alkali metal in the barrier layer forming composition is 0.1% by mass or more and 95% by mass or less in the barrier layer forming composition. Is preferably 0.1% by mass or more and 80% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or more and 50% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or more and 50% by mass or less. Most preferably, it is 5 mass% or more and 20 mass% or less.
When the content of the alkaline earth metal or the metal compound containing the alkali metal is 0.1% by mass or more, the diffusion of the donor element or the acceptor element into the semiconductor substrate can be sufficiently inhibited. When the content is 95% by mass or less, the dispersibility of the alkaline earth metal or the metal compound containing the alkali metal in the barrier layer forming composition is improved, and the coating property to the substrate is improved.
また、バリア層形成用組成物の全不揮発成分中のアルカリ土類金属及びアルカリ金属を含有する金属化合物の総含有率は、5質量%以上100質量%未満であることが好ましく、20以上99質量%以下であることがより好ましい。上記範囲内であることで、充分なバリア制御効果が得られる傾向にある。
ここで、不揮発成分とは600℃以上で熱処理した際に揮発しない成分のことを指す。なお不揮発成分は熱重量分析計TGにより求めることが可能であり、不揮発成分中のアルカリ土類金属及びアルカリ金属を含有する金属化合物の総含有率はICP発光分光分析/質量分析法(ICP−MS法)、原子吸光法により求めることが可能である。
Further, the total content of the alkaline earth metal and the metal compound containing the alkali metal in all the non-volatile components of the barrier layer forming composition is preferably 5% by mass or more and less than 100% by mass, and 20 or more and 99% by mass. % Or less is more preferable. By being within the above range, a sufficient barrier control effect tends to be obtained.
Here, the non-volatile component refers to a component that does not volatilize when heat-treated at 600 ° C. or higher. The non-volatile component can be obtained by a thermogravimetric analyzer TG, and the total content of the alkaline earth metal and the metal compound containing the alkali metal in the non-volatile component is determined by ICP emission spectroscopy / mass spectrometry (ICP-MS Method) and atomic absorption method.
(ライフタイムキラー元素)
本発明のバリア層形成用組成物は、ライフタイムキラー元素の総含有率は5質量%以下であり、好ましくは2.5質量%以下であり、より好ましくは1質量%以下であり、更に好ましくは1000ppm以下であり、特に好ましくは含有しないことである。ここでいう、ライフタイムキラー元素とは、半導体基板に混入したときに、バンド中央に準位を作り、半導体基板中のキャリア(電子、ホール)のライフタイムを低下させる不純物を指す。本発明においてライフタイムキラー元素は、鉄(Fe)、マンガン(Mn)、タングステン(W)、金(Au)、クロム(Cr)、およびニッケル(Ni)を指す。
(Lifetime killer element)
In the composition for forming a barrier layer of the present invention, the total content of lifetime killer elements is 5% by mass or less, preferably 2.5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and still more preferably. Is 1000 ppm or less, particularly preferably not contained. The term “lifetime killer element” as used herein refers to an impurity that, when mixed in a semiconductor substrate, creates a level in the center of the band and lowers the lifetime of carriers (electrons, holes) in the semiconductor substrate. In the present invention, the lifetime killer element refers to iron (Fe), manganese (Mn), tungsten (W), gold (Au), chromium (Cr), and nickel (Ni).
半導体基板内の少数キャリアの実効ライフタイムを、日本セミラボ社製WT−2000PVN等の装置を用いて、反射マイクロ波導電減衰法によって測定することで評価することができる。 The effective lifetime of minority carriers in the semiconductor substrate can be evaluated by measuring by a reflection microwave conductive attenuation method using a device such as WT-2000PVN manufactured by Nippon Semilab.
ここで、実効ライフタイムτは、半導体基板内部のバルクライフタイムτbと、半導体基板表面の表面ライフタイムτsとによって下記式(A)のように表される。半導体基板表面の表面準位密度が小さい場合にはτsが大きくなる結果、実効ライフタイムτが大きくなる。また、半導体基板内部のダングリングボンド等の欠陥が少なくなっても、バルクライフタイムτbが大きくなって実効ライフタイムτが大きくなる。すなわち、実効ライフタイムτの測定によってパッシベーション膜/半導体基板の界面特性、及び、ダングリングボンドなどの半導体基板の内部特性を評価することができる。
1/τ=1/τb+1/τs (A)
尚、実効ライフタイムが長いほど少数キャリアの再結合速度が遅いことを示す。また実効ライフタイムが長い半導体基板を用いて太陽電池素子を構成することで、変換効率が向上する。
Here, the effective lifetime τ is expressed by the following equation (A) by the bulk lifetime τ b inside the semiconductor substrate and the surface lifetime τ s of the semiconductor substrate surface. When the surface state density on the surface of the semiconductor substrate is small, τ s increases, and as a result, the effective lifetime τ increases. Further, even if defects such as dangling bonds inside the semiconductor substrate are reduced, the bulk lifetime τ b is increased and the effective lifetime τ is increased. That is, by measuring the effective lifetime τ, the interface characteristics of the passivation film / semiconductor substrate and the internal characteristics of the semiconductor substrate such as dangling bonds can be evaluated.
1 / τ = 1 / τ b + 1 / τ s (A)
Note that the longer the effective lifetime, the slower the recombination rate of minority carriers. Moreover, conversion efficiency improves by comprising a solar cell element using the semiconductor substrate with a long effective lifetime.
ライフタイムキラー元素であるFe、Mn、W、Au、Cr、およびNiに加えて、Sc、Ti、V、Co、Cu、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Hf、Ta、Re、Os、Ir、およびPtの不純物の総含有率が、バリア層形成用組成物中5質量%以下であることが好ましく、2.5質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましく、1000ppm以下であることが特に好ましい。前記不純物の含有率が上記範囲内にあるバリア層形成用組成物を半導体基板に付与した後、800℃以上で加熱して前記半導体基板内にドーパントを拡散したとき、半導体基板内の少数キャリアの実効ライフタイムの低下がより効果的に抑えられる。 In addition to the lifetime killer elements Fe, Mn, W, Au, Cr, and Ni, Sc, Ti, V, Co, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, The total content of impurities of Hf, Ta, Re, Os, Ir, and Pt is preferably 5% by mass or less, more preferably 2.5% by mass or less in the barrier layer forming composition, The content is more preferably 1% by mass or less, and particularly preferably 1000ppm or less. After applying the barrier layer forming composition having the impurity content in the above range to the semiconductor substrate, when the dopant is diffused into the semiconductor substrate by heating at 800 ° C. or higher, minority carriers in the semiconductor substrate A decrease in effective lifetime is more effectively suppressed.
このような低いライフタイムキラー元素及び前記不純物の含有率を実現するには、バリア層形成用組成物の原料として、ライフタイムキラー元素及び前記不純物をできるだけ含まない材料を選定することが好ましい。もしくは、入手した原料を超純水などで洗浄してから使用してもよい。 In order to achieve such a low lifetime killer element and the content of the impurities, it is preferable to select a material that contains as little as possible the lifetime killer element and the impurities as the raw material of the barrier layer forming composition. Alternatively, the obtained raw material may be used after being washed with ultrapure water or the like.
バリア層形成用組成物中のライフタイムキラー元素の含有率は、ICP−MS法、又はグロー放電質量分析法を用いて調べることができる。 The content rate of the lifetime killer element in the composition for forming a barrier layer can be examined using an ICP-MS method or a glow discharge mass spectrometry method.
(分散媒)
本発明のバリア層形成用組成物は分散媒を含有する。分散媒とは、組成物中において上記アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物を分散又は溶解させる媒体である。分散媒としては、溶剤および水を挙げることができる。
(Dispersion medium)
The barrier layer forming composition of the present invention contains a dispersion medium. The dispersion medium is a medium in which the alkaline earth metal or the metal compound containing the alkali metal is dispersed or dissolved in the composition. Examples of the dispersion medium include a solvent and water.
前記溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン等のケトン系溶剤;ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチル−n−プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチル−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラエチレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、テトラエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、テトラエチレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールジエチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチルエチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、テトラプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル等のエーテル系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸2−(2−ブトキシエトキシ)エチル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸ジエチレングリコールメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸イソアミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、エチレングリコールメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のエステル系溶剤;アセトニトリル、N−メチルピロリジノン、N−エチルピロリジノン、N−プロピルピロリジノン、N−ブチルピロリジノン、N−ヘキシルピロリジノン、N−シクロヘキシルピロリジノン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、イソペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、t−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、イソボルニルシクロヘキサノール等のアルコール系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル(セロソルブ)、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールモノエーテル系溶剤;α−テルピネン、α−テルピネオール等のテルピネオール、ミルセン、アロオシメン、リモネン、ジペンテン、α−ピネン、β−ピネン、カルボン、オシメン、フェランドレン等のテルペン系溶剤;が挙げられる。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
これらの中でも、半導体基板への塗布性の観点から、分散媒としては、水、アルコール系溶剤、グリコールモノエーテル系溶剤、又はテルペン系溶剤が好ましく、水、アルコール、セロソルブ、テルピネオール、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、又は酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルが好ましく、水、アルコール、テルピネオール又はセロソルブが好ましい。
Examples of the solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl n-propyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl n-butyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-pentyl ketone, methyl n-hexyl ketone, diethyl ketone, Ketone solvents such as propyl ketone, diisobutyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone; diethyl ether, methyl ethyl ether, methyl-n-propyl ether, diisopropyl Ether, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, dioxane, dimethyldioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol Di-n-propyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol methyl n-propyl ether, diethylene glycol methyl n-butyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether , Diethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol methyl-n-hexyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol methyl ethyl ether, triethylene glycol methyl n-butyl ether, triethylene glycol di-n Butyl ether, triethylene glycol methyl-n-hexyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether, tetraethylene glycol methyl ethyl ether, tetraethylene glycol methyl n-butyl ether, tetraethylene glycol di-n-butyl ether, tetraethylene Glycol methyl-n-hexyl ether, tetraethylene glycol di-n-butyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol di-n-propyl ether, propylene glycol dibutyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether Dipropylene glycol meth Ruethyl ether, dipropylene glycol methyl-n-butyl ether, dipropylene glycol di-n-propyl ether, dipropylene glycol di-n-butyl ether, dipropylene glycol methyl-n-hexyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol Diethyl ether, tripropylene glycol methyl ethyl ether, tripropylene glycol methyl-n-butyl ether, tripropylene glycol di-n-butyl ether, tripropylene glycol methyl-n-hexyl ether, tetrapropylene glycol dimethyl ether, tetrapropylene glycol diethyl ether, tetra Propylene glycol methyl ethyl ether, tetrapropylene glycol methyl ether solvents such as n-butyl ether, tetrapropylene glycol di-n-butyl ether, tetrapropylene glycol methyl-n-hexyl ether, tetrapropylene glycol di-n-butyl ether; methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate N-butyl acetate, isobutyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, 2- (2-acetate) Butoxyethoxy) ethyl, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, nonyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, diethylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl acetate , Dipropylene glycol methyl ether acetate, dipropylene glycol ethyl ether acetate, glycol diacetate, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, isoamyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, Methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, ethylene glycol methyl ether propionate, ethylene glycol ethyl ether propionate, ethylene glycol methyl ether acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, Propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, etc. Tellurium solvents; acetonitrile, N-methylpyrrolidinone, N-ethylpyrrolidinone, N-propylpyrrolidinone, N-butylpyrrolidinone, N-hexylpyrrolidinone, N-cyclohexylpyrrolidinone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, Aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide; methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, isopentanol, 2-methylbutanol, sec -Pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, benzyl Alcohol solvents such as alcohol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, isobornylcyclohexanol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene Glycol monoethyl ether (cellosolve), ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monome Ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol, tetraethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol mono Glycol monoether solvents such as ethyl ether and tripropylene glycol monomethyl ether; Of terpene solvents. These are used singly or in combination of two or more.
Among these, from the viewpoint of applicability to a semiconductor substrate, water, an alcohol solvent, a glycol monoether solvent, or a terpene solvent is preferable as the dispersion medium, and water, alcohol, cellosolve, terpineol, diethylene glycol mono-n. -Butyl ether or diethylene glycol acetate mono-n-butyl ether is preferred, and water, alcohol, terpineol or cellosolve is preferred.
バリア層形成用組成物中の分散媒の含有率は、塗布性、バリア層のバリア性能を考慮し決定され、例えばバリア層形成用組成物において、5質量%以上99質量%以下であることが好ましく、20質量%以上95質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上90質量%以下であることがさらに好ましい。 The content of the dispersion medium in the composition for forming a barrier layer is determined in consideration of applicability and barrier performance of the barrier layer. For example, in the composition for forming a barrier layer, the content of the dispersion medium is 5% by mass or more and 99% by mass or less. Preferably, the content is 20% by mass or more and 95% by mass or less, and more preferably 40% by mass or more and 90% by mass or less.
(有機バインダ)
本発明のバリア層形成用組成物は、有機バインダを含有してもよい。有機バインダを含有することで、高温下においてアルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物同士を結着させ、また、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物と半導体基板とを結着させることが容易となる。
(Organic binder)
The composition for forming a barrier layer of the present invention may contain an organic binder. By containing the organic binder, the alkaline earth metal or the metal compound containing the alkali metal is bound to each other at a high temperature, and the alkaline earth metal or the metal compound containing the alkali metal is bound to the semiconductor substrate. It becomes easy to make.
有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール;ポリアクリルアミド樹脂;ポリビニルアミド樹脂;ポリビニルピロリドン樹脂;ポリエチレンオキサイド樹脂;ポリスルホン樹脂;アクリルアミドアルキルスルホン樹脂;セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルセルロース等のセルロース誘導体;ゼラチン、ゼラチン誘導体;澱粉、澱粉誘導体;アルギン酸ナトリウム類;キサンタン;グア、グア誘導体;スクレログルカン、スクレログルカン誘導体;トラガカント、トラガカント誘導体;デキストリン、デキストリン誘導体;(メタ)アクリル酸樹脂;アルキル(メタ)アクリレート樹脂、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート樹脂等の(メタ)アクリル酸エステル樹脂;ブタジエン樹脂;スチレン樹脂;及びこれらの共重合体を適宜選択しうる。
これらの中でも、分解性、スクリーン印刷した際の液ダレ防止の観点から、アクリル酸樹脂又はセルロース誘導体を含むことが好ましい。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
Examples of the organic binder include polyvinyl alcohol; polyacrylamide resin; polyvinyl amide resin; polyvinyl pyrrolidone resin; polyethylene oxide resin; polysulfone resin; acrylamide alkyl sulfone resin; cellulose derivatives such as cellulose ether, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and ethyl cellulose; Starch, starch derivative; sodium alginate; xanthan; guar, gua derivative; scleroglucan, scleroglucan derivative; tragacanth, tragacanth derivative; dextrin, dextrin derivative; (meth) acrylic acid resin; alkyl (meth) (Meth) acrylic acid ester resins such as acrylate resins and dimethylaminoethyl (meth) acrylate resins; Tajien resins; styrene resins; and can select these copolymers as appropriate.
Among these, it is preferable that an acrylic acid resin or a cellulose derivative is included from the viewpoint of degradability and prevention of dripping at the time of screen printing. These are used singly or in combination of two or more.
有機バインダの分子量は特に制限されず、バリア層形成用組成物としての所望の粘度を鑑みて適宜調整することが望ましい。なお、有機バインダを含有する場合の含有率は、バリア層形成用組成物中で、0.5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、3質量%以上25質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上20質量%以下であることがさらに好ましい。 The molecular weight of the organic binder is not particularly limited, and it is desirable to adjust appropriately in view of the desired viscosity as the barrier layer forming composition. In addition, it is preferable that the content rate in the case of containing an organic binder is 0.5 mass% or more and 30 mass% or less in the composition for barrier layer formation, and it is 3 mass% or more and 25 mass% or less. More preferably, it is 3 mass% or more and 20 mass% or less.
また、アルカリ土類金属及びアルカリ金属を含有する金属化合物の総含有量と有機バインダの総含有量の質量比率(アルカリ土類金属及びアルカリ金属の金属化合物)/(有機バインダ)が、99.9/0.1〜0.1/99.9であることが好ましく、99/1〜20/80であることがより好ましい。 Further, the mass ratio of the total content of the alkaline earth metal and the metal compound containing the alkali metal to the total content of the organic binder (alkaline earth metal and alkali metal metal compound) / (organic binder) is 99.9. /0.1 to 0.1 / 99.9 is preferable, and 99/1 to 20/80 is more preferable.
なお、前記分散媒及び有機バインダとして、有機バインダが溶解した分散媒を用いてもよい。 Note that a dispersion medium in which an organic binder is dissolved may be used as the dispersion medium and the organic binder.
(その他の成分)
バリア層形成用組成物は、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物、分散媒、及び有機バインダに加え、必要に応じて、その他の成分として、増粘剤、湿潤剤、界面活性剤、無機粉末、ケイ素原子を含む樹脂等の各種添加剤を含有してもよい。
(Other ingredients)
The composition for forming a barrier layer comprises a thickener, a wetting agent, a surfactant as other components in addition to an alkaline earth metal or a metal compound containing an alkali metal, a dispersion medium, and an organic binder. In addition, various additives such as inorganic powder and a resin containing a silicon atom may be contained.
前記界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤などが挙げられる。中でも、半導体デバイスへの重金属等の不純物の持ち込みが少ないことからノニオン系界面活性剤又はカチオン系界面活性剤が好ましい。更にはノニオン系界面活性剤としてシリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、および炭化水素系界面活性剤が例示され、拡散等の加熱時に速やかに焼成されることから、炭化水素系界面活性剤が好ましい。 Examples of the surfactant include nonionic surfactants, cationic surfactants, and anionic surfactants. Among these, nonionic surfactants or cationic surfactants are preferred because impurities such as heavy metals are not brought into the semiconductor device. Furthermore, silicon-based surfactants, fluorine-based surfactants, and hydrocarbon-based surfactants are exemplified as nonionic surfactants, and hydrocarbon-based surfactants are rapidly baked upon heating such as diffusion. Is preferred.
炭化水素系界面活性剤としては、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイドのブロック共重合体、アセチレングリコール化合物等が例示され、半導体デバイスの抵抗値のバラツキをより低減することから、アセチレングリコール化合物がより好ましい。 Examples of the hydrocarbon surfactant include an ethylene oxide-propylene oxide block copolymer, an acetylene glycol compound, and the like, and an acetylene glycol compound is more preferable because variation in resistance value of the semiconductor device is further reduced.
無機粉末としては、窒化ケイ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素などの粉末を例示することができる。 Examples of the inorganic powder include powders such as silicon nitride, silicon oxide, and silicon carbide.
バリア層形成用組成物の粘度は特に制限はない。具体的には、25℃において、E型粘度計にて、回転速度0.5rpm〜5rpmで測定した粘度が0.5Pa・s〜400Pa・sであることが好ましく、10Pa・s〜100Pa・sであることがより好ましい。0.5Pa・s以上であると半導体基板に塗布した際に液ダレが起き難く、また、400Pa・s以下であると細かい塗布パターンを形成することが可能となる。
なお、バリア層形成用組成物の粘度は、B型粘度計、E型粘度計、粘弾性測定装置などにより回転方式、応力制御方式、又はひずみ制御方式で求めることができる。
The viscosity of the barrier layer forming composition is not particularly limited. Specifically, the viscosity measured at 25 ° C. with an E-type viscometer at a rotation speed of 0.5 rpm to 5 rpm is preferably 0.5 Pa · s to 400 Pa · s, and 10 Pa · s to 100 Pa · s. It is more preferable that When it is 0.5 Pa · s or more, dripping does not easily occur when it is applied to a semiconductor substrate, and when it is 400 Pa · s or less, a fine coating pattern can be formed.
In addition, the viscosity of the composition for forming a barrier layer can be determined by a rotation method, a stress control method, or a strain control method using a B-type viscometer, an E-type viscometer, a viscoelasticity measuring device, or the like.
本発明のバリア層形成用組成物は、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物、分散媒、及び有機バインダ、並びに必要に応じて加えられる成分をブレンダー、ミキサ、乳鉢、又はローターを用いて混合することで得ることができる。また、混合する際は、必要に応じて熱を加えてもよい。このときの加熱温度は、例えば、30℃〜100℃とすることができる。 The composition for forming a barrier layer of the present invention uses a blender, a mixer, a mortar, or a rotor containing an alkaline earth metal or a metal compound containing an alkali metal, a dispersion medium, an organic binder, and components added as necessary. Can be obtained by mixing. Moreover, when mixing, you may add a heat | fever as needed. The heating temperature at this time can be 30 degreeC-100 degreeC, for example.
<バリア層付き半導体基板>
本発明のバリア層付き半導体基板は、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた前記バリア層形成用組成物の乾燥体であるバリア層と、を有する。バリア層形成用組成物の乾燥条件は、バリア層形成用組成物の分散媒の含有量に依存しており、本発明では特に限定されない。例えば、80℃〜300℃程度の温度で、ホットプレートを使用する場合は1分〜10分、乾燥機などを用いる場合は10分〜30分程度で乾燥させる。
バリア層の厚さは特に制限は無く、0.1μm〜50μmであることが好ましく、1μm〜30μmであることがより好ましい。バリア層の厚さは、例えばキーエンス製の高精度形状測定システム KS−1100シリーズによって測定することができ、4箇所測定したときの平均値で表される。
<Semiconductor substrate with barrier layer>
The semiconductor substrate with a barrier layer of the present invention includes a semiconductor substrate and a barrier layer that is a dry body of the composition for forming a barrier layer provided on the semiconductor substrate. The drying conditions of the barrier layer forming composition depend on the content of the dispersion medium in the barrier layer forming composition and are not particularly limited in the present invention. For example, it is dried at a temperature of about 80 ° C. to 300 ° C. for 1 minute to 10 minutes when using a hot plate, and about 10 to 30 minutes when using a dryer or the like.
There is no restriction | limiting in particular in the thickness of a barrier layer, It is preferable that they are 0.1 micrometer-50 micrometers, and it is more preferable that they are 1 micrometer-30 micrometers. The thickness of the barrier layer can be measured by, for example, a high-precision shape measurement system KS-1100 series manufactured by Keyence, and is represented by an average value when measured at four locations.
<太陽電池用基板および太陽電池素子の製造方法>
本発明の太陽電池用基板の製造方法は、前記バリア層形成用組成物を半導体基板上にパターン状に付与してバリア層を形成する工程と、前記半導体基板上の前記バリア層が形成されていない部分に、ドナー元素又はアクセプター元素をドーピングして、前記半導体基板内に部分的に拡散層を形成する工程と、を含む。前記バリア層形成用組成物は、半導体基板に部分的に拡散層を形成するためのマスクの形成に用いられる。
また、本発明の太陽電池素子の製造方法は、上記製造方法により得られる太陽電池用基板の拡散層上に、電極を形成する工程を含む。
<Method for Manufacturing Solar Cell Substrate and Solar Cell Element>
The method for manufacturing a solar cell substrate of the present invention includes a step of forming the barrier layer by applying the composition for forming a barrier layer on a semiconductor substrate in a pattern, and the barrier layer on the semiconductor substrate is formed. Forming a diffusion layer partially in the semiconductor substrate by doping a non-existing portion with a donor element or an acceptor element. The barrier layer forming composition is used to form a mask for partially forming a diffusion layer on a semiconductor substrate.
Moreover, the manufacturing method of the solar cell element of this invention includes the process of forming an electrode on the diffusion layer of the board | substrate for solar cells obtained by the said manufacturing method.
ここで、本発明のバリア層形成用組成物を用いた太陽電池用基板および太陽電池素子の製造方法について、図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の太陽電池用基板および太陽電池素子の製造工程の一例を概念的に表す模式断面図である。 Here, the manufacturing method of the board | substrate for solar cells and the solar cell element using the composition for barrier layer formation of this invention is demonstrated, referring FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view conceptually showing an example of a manufacturing process of a solar cell substrate and a solar cell element of the present invention.
なお、図1では裏面電極型の太陽電池用基板および太陽電池素子について説明するが、本発明のバリア層形成用組成物はいずれの形式の太陽電池用基板および太陽電池素子にも適用できる。裏面電極型以外のその他の形式としては、選択エミッタ型、両面受光型の太陽電池用基板および太陽電池素子を例示することができる。選択エミッタ型では、受光面側の電極直下に他の領域よりも不純物濃度の高い拡散層が形成されている。この高濃度の拡散層の領域を形成するのに、本発明のバリア層形成用組成物を用いることができる。また、両面受光型では、両面に電極としてフィンガーバーおよびバスバーが形成され、半導体基板の一方の面にはn+型拡散層、他方の面にはp+型拡散層が形成されている。このn+型拡散層及びp+型拡散層を位置選択的に形成するために、本発明のバリア層形成用組成物を用いることができる。 In addition, although FIG. 1 demonstrates the board | substrate for solar cell and a solar cell element of a back surface electrode type, the composition for barrier layer formation of this invention is applicable to the board | substrate for solar cells and a solar cell element of any type. Examples of other types other than the back electrode type include a selective emitter type and a double-sided light receiving type solar cell substrate and a solar cell element. In the selective emitter type, a diffusion layer having a higher impurity concentration than other regions is formed immediately below the electrode on the light receiving surface side. The barrier layer forming composition of the present invention can be used to form the high concentration diffusion layer region. In the double-sided light receiving type, finger bars and bus bars are formed on both surfaces as electrodes, and an n + -type diffusion layer is formed on one surface of the semiconductor substrate, and a p + -type diffusion layer is formed on the other surface. In order to selectively form the n + -type diffusion layer and the p + -type diffusion layer, the barrier layer forming composition of the present invention can be used.
図1(1)では、n型半導体基板10であるシリコン基板にアルカリ溶液を付与してダメージ層を除去し、テクスチャー構造をエッチングにて得る。
詳細には、インゴットからスライスした際に発生するシリコン基板表面のダメージ層を20質量%苛性ソーダで除去する。次いで1質量%苛性ソーダと10質量%イソプロピルアルコールの混合液によりエッチングを行い、テクスチャー構造を形成する(図中ではテクスチャー構造の記載を省略する)。太陽電池素子は、シリコン基板の受光面(表面)側にテクスチャー構造を形成することにより、光閉じ込め効果が促され、高効率化が図られる。
In FIG. 1A, an alkaline solution is applied to a silicon substrate which is an n-type semiconductor substrate 10 to remove a damaged layer, and a texture structure is obtained by etching.
Specifically, the damaged layer on the surface of the silicon substrate generated when slicing from the ingot is removed with 20% by mass caustic soda. Next, etching is performed with a mixed solution of 1% by mass caustic soda and 10% by mass isopropyl alcohol to form a texture structure (the description of the texture structure is omitted in the figure). In the solar cell element, by forming a texture structure on the light receiving surface (front surface) side of the silicon substrate, a light confinement effect is promoted, and high efficiency is achieved.
図1(2)では、n型半導体基板10の表面(すなわち受光面)および該受光面とは反対面である裏面に、本発明のバリア層形成用組成物11を付与する。本発明では、付与方法には制限がないが、例えば、印刷法、スピン法、刷毛塗り、スプレー法、ドクターブレード法、ロールコーター法、及びインクジェット法があり、印刷法又はインクジェット法を用いることが好ましい。
上記バリア層形成用組成物の付与量としては特に制限は無く、例えば、0.01g/m2〜100g/m2とすることが好ましく、0.1g/m2〜20g/m2であることがより好ましい。上記バリア層形成用組成物の塗布厚さに特に制限は無く、0.1μm〜50μmであることが好ましく、1μm〜30μmであることがより好ましい。
In FIG. 1 (2), the barrier layer forming composition 11 of the present invention is applied to the front surface (that is, the light receiving surface) of the n-type semiconductor substrate 10 and the back surface opposite to the light receiving surface. In the present invention, the application method is not limited, but there are, for example, a printing method, a spin method, a brush coating, a spray method, a doctor blade method, a roll coater method, and an inkjet method, and the printing method or the inkjet method is used. preferable.
There is no particular limitation as application amount of the composition for forming a barrier layer, for example, it is possible to 0.01g / m 2 ~100g / m 2 and preferably, 0.1g / m 2 ~20g / m 2 Is more preferable. There is no restriction | limiting in particular in the application | coating thickness of the said composition for barrier layer formation, It is preferable that they are 0.1 micrometer-50 micrometers, and it is more preferable that they are 1 micrometer-30 micrometers.
また、バリア層形成用組成物の組成によっては、付与後に、組成物中に含まれる分散媒を揮発させるための乾燥工程が必要な場合がある。この場合には、80℃〜300℃程度の温度で、ホットプレートを使用する場合は1分〜10分、乾燥機などを用いる場合は10分〜30分程度で乾燥させる。この乾燥条件は、バリア層形成用組成物の分散媒の含有量に依存しており、本発明では特に上記条件に限定されない。 Depending on the composition of the barrier layer forming composition, a drying step for volatilizing the dispersion medium contained in the composition may be necessary after application. In this case, drying is performed at a temperature of about 80 ° C. to 300 ° C. for 1 minute to 10 minutes when a hot plate is used, and about 10 minutes to 30 minutes when a dryer or the like is used. This drying condition depends on the content of the dispersion medium of the barrier layer forming composition and is not particularly limited to the above condition in the present invention.
なお、パターン状のバリア層は、印刷法、インクジェット法などの場合には、バリア層形成用組成物11をパターン状に付与することで得られる。一方、スピン法、刷毛塗り、スプレー法、ドクターブレード法、ロールコーター法等の場合には、バリア層形成用組成物11を全面に塗布した後、エッチングなどにより部分的に除去することで得られる。 The patterned barrier layer can be obtained by applying the barrier layer forming composition 11 in a pattern in the case of a printing method, an inkjet method, or the like. On the other hand, in the case of spin method, brush coating, spray method, doctor blade method, roll coater method, etc., the barrier layer forming composition 11 is applied to the entire surface and then partially removed by etching or the like. .
次いで、図1(3)では、n+型拡散層及びp+型拡散層を形成するための塗布用拡散材料12、13を塗布する。次いで、図1(4)では、熱拡散してn+型拡散層14、p+型拡散層15を形成する。熱拡散のための熱処理により、塗布用拡散材料12、13は塗布用拡散材料の焼成物12’、13’となり、一般にはガラス層を形成する。熱拡散するための熱処理温度としては特に制限はないが、750℃〜1050℃の温度で1分〜300分間の条件で熱処理することが好ましい。
ここではn+型拡散層とp+型拡散層を同時に形成する方法を図示したが、別箇に拡散してもよい。つまり、まずp+型拡散層を形成するための塗布用拡散材料13を塗布し熱拡散させ、塗布用拡散材料の焼成物13’を除去した後に、n+型拡散層を形成するための塗布用拡散材料12を塗布し熱拡散させ、塗布用拡散材料の焼成物12’を除去してもよい。
Next, in FIG. 1C, coating diffusion materials 12 and 13 for forming an n + type diffusion layer and a p + type diffusion layer are applied. Next, in FIG. 1 (4), n + type diffusion layer 14 and p + type diffusion layer 15 are formed by thermal diffusion. By the heat treatment for thermal diffusion, the coating diffusion materials 12 and 13 become the fired products 12 ′ and 13 ′ of the coating diffusion material and generally form a glass layer. Although there is no restriction | limiting in particular as the heat processing temperature for thermal diffusion, It is preferable to heat-process on the conditions for 1 minute-300 minutes at the temperature of 750 to 1050 degreeC.
Here, a method of simultaneously forming the n + -type diffusion layer and the p + -type diffusion layer is illustrated, but the diffusion may be performed separately. That is, first, the application diffusion material 13 for forming the p + -type diffusion layer is applied and thermally diffused, and the fired product 13 ′ of the application diffusion material is removed, and then the application for forming the n + -type diffusion layer. The diffusion material 12 for application may be applied and thermally diffused, and the fired product 12 ′ of the diffusion material for application may be removed.
また、ここでは塗布用拡散材料12、13を用いた場合について説明したが、POCl3ガスやBBr3ガスを用いた方法にも同様に適用できる。その場合、まずn型半導体基板10においてp+型拡散層を形成する予定の領域を開口部とし、その開口部とする領域以外にバリア層形成用組成物によりバリア層を形成し、BBr3ガスを用いてその開口部に対応するn型半導体基板10にp+型拡散層を形成した後、バリア層を除去する。次いで、n+型拡散層を形成する予定の領域を開口部とし、POCl3ガスを用いてその開口部とする領域以外にバリア層形成用組成物によりバリア層を形成し、その開口部に対応するn型半導体基板10にn+型拡散層を形成する。 Although the case where the coating diffusion materials 12 and 13 are used has been described here, the present invention can be similarly applied to a method using POCl 3 gas or BBr 3 gas. In that case, first, in the n-type semiconductor substrate 10, a region where the p + -type diffusion layer is to be formed is used as an opening, and a barrier layer is formed using a composition for forming a barrier layer in addition to the region used as the opening, and BBr 3 gas After forming a p + -type diffusion layer on the n-type semiconductor substrate 10 corresponding to the opening by using, the barrier layer is removed. Next, an area where the n + -type diffusion layer is to be formed is an opening, and a barrier layer is formed using the composition for forming a barrier layer in addition to the area to be the opening using POCl 3 gas, and the opening is accommodated. An n + type diffusion layer is formed on the n type semiconductor substrate 10 to be formed.
次いで、図1(5)ではバリア層形成用組成物11、および塗布用拡散材料の焼成物12’、13’を除去して、太陽電池用基板を得る。前記除去方法としては、酸を含む水溶液に浸漬するなどの方法が挙げられ、バリア層形成用組成物11、およびn+型拡散層及びp+型拡散層を形成するための塗布用拡散材料の焼成物12’、13’の組成によって決定することが好ましい。具体的には、熱拡散処理により半導体基板上に生成したガラス層を、フッ酸を含む水溶液によってエッチングする工程を含むことが好ましい。さらに具体的には、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物を塩酸(例えば10質量%のHCl水溶液)によって除去した後、水洗し、さらに塗布用拡散材料の焼成物12’、13’をフッ酸水溶液(例えば2.5質量%のHF水溶液)によってエッチングした後、水洗する方法が挙げられる。 Next, in FIG. 1 (5), the barrier layer forming composition 11 and the fired products 12 ′ and 13 ′ of the diffusion material for coating are removed to obtain a solar cell substrate. Examples of the removing method include a method of immersing in an aqueous solution containing an acid, and the barrier layer forming composition 11 and the coating diffusion material for forming the n + type diffusion layer and the p + type diffusion layer. It is preferable to determine the composition of the fired products 12 ′ and 13 ′. Specifically, it is preferable to include a step of etching the glass layer formed on the semiconductor substrate by the thermal diffusion treatment with an aqueous solution containing hydrofluoric acid. More specifically, an alkaline earth metal or a metal compound containing an alkali metal is removed with hydrochloric acid (for example, a 10% by mass HCl aqueous solution), washed with water, and further fired products 12 ′ and 13 ′ of the diffusion material for coating. Is etched with a hydrofluoric acid aqueous solution (for example, a 2.5% by mass HF aqueous solution) and then washed with water.
次いで、図1(6)では、受光面である表面に反射防止膜16、裏面にパッシベーション膜17を付与する。反射防止膜16とパッシベーション膜17とは、組成が同じであっても異なっていてもよい。反射防止膜16としては、例えば、窒化ケイ素膜が挙げられ、パッシベーション膜17としては、例えば、酸化珪素膜が挙げられる。反射防止膜及びパッシベーション膜の膜厚に特に制限は無いが、10nm〜300nmとすることが好ましく、30nm〜150nmとすることがより好ましい。 Next, in FIG. 1 (6), an antireflection film 16 is provided on the front surface that is the light receiving surface, and a passivation film 17 is provided on the back surface. The antireflection film 16 and the passivation film 17 may have the same composition or different compositions. Examples of the antireflection film 16 include a silicon nitride film, and examples of the passivation film 17 include a silicon oxide film. Although there is no restriction | limiting in particular in the film thickness of an antireflection film and a passivation film, It is preferable to set it as 10 nm-300 nm, and it is more preferable to set it as 30 nm-150 nm.
次いで、図1(7)では、パッシベーション膜17に、電極を形成する箇所を開口する。開口する方法に特に制限はなく、例えば、開口したい箇所にエッチング液(例えばフッ酸、フッ化アンモニウム又はリン酸を含む溶液)をインクジェット法などで塗布し、熱処理することで開口することができる。 Next, in FIG. 1 (7), a portion for forming an electrode is opened in the passivation film 17. There is no particular limitation on the method of opening, and for example, the opening can be formed by applying an etching solution (for example, a solution containing hydrofluoric acid, ammonium fluoride, or phosphoric acid) to a portion where the opening is desired by an inkjet method or the like, and performing heat treatment.
次いで、図1(8)ではn+型拡散層14、及びp+型拡散層15の上に、それぞれn電極18およびp電極19を形成する。本発明では電極18、19の材質や形成方法は特に限定されない。例えば、アルミニウム、銀、又は銅の金属を含む電極形成用ペーストを塗布し、乾燥させて、電極18、19を形成してもよい。次いで、電極18、19を焼成して、太陽電池素子を完成させる。 Next, in FIG. 1 (8), an n electrode 18 and a p electrode 19 are formed on the n + type diffusion layer 14 and the p + type diffusion layer 15, respectively. In the present invention, the material and forming method of the electrodes 18 and 19 are not particularly limited. For example, the electrodes 18 and 19 may be formed by applying an electrode forming paste containing aluminum, silver, or copper metal and drying the paste. Next, the electrodes 18 and 19 are fired to complete the solar cell element.
なお、前記電極形成用ペーストとしてガラスフリットを含むものを用いると、図1(7)で示した開口の工程を省略することが可能である。ガラスフリットを含む電極形成用ペーストをパッシベーション膜17上に塗布し、600℃〜900℃の範囲で数秒〜数分間焼成すると、ガラスフリットが裏面側のパッシベーション膜17を溶融し、ペースト中の金属粒子(例えば銀粒子)がシリコン基板10と接触部を形成し凝固する。これにより、形成した表面電極18、19とシリコン基板10とが導通される。これはファイアースルーと称されている。 If the electrode forming paste includes glass frit, the opening process shown in FIG. 1 (7) can be omitted. When an electrode-forming paste containing glass frit is applied on the passivation film 17 and baked for several seconds to several minutes in the range of 600 ° C. to 900 ° C., the glass frit melts the passivation film 17 on the back side, and the metal particles in the paste (For example, silver particles) form a contact portion with the silicon substrate 10 and solidify. Thereby, the formed surface electrodes 18 and 19 and the silicon substrate 10 are electrically connected. This is called fire-through.
<太陽電池>
太陽電池は、前記太陽電池素子の1種以上を含み、太陽電池素子の電極上に配線材料が配置されて構成される。太陽電池はさらに必要に応じて、配線材料を介して複数の太陽電池素子が連結され、さらに封止材で封止されていてもよい。
前記配線材料及び封止材としては特に制限されず、当業界で通常用いられているものから適宜選択することができる。
<Solar cell>
The solar cell includes one or more of the solar cell elements, and is configured by arranging a wiring material on the electrode of the solar cell element. In the solar cell, a plurality of solar cell elements may be connected via a wiring material as necessary, and may be further sealed with a sealing material.
The wiring material and the sealing material are not particularly limited, and can be appropriately selected from those usually used in the industry.
以下、本発明の実施例をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限するものではない。なお、特に記述が無い限り、薬品は全て試薬を使用した。また「%」は断りがない限り「質量%」を意味する。
また、実施例中のアルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物の体積平均粒子径はレーザー回折散乱法粒度径分布測定装置(ベックマン・コールター製LS 13 320)を用い、分散状態で粒子径を測定した。
Examples of the present invention will be described more specifically below, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise stated, all chemicals used reagents. “%” Means “% by mass” unless otherwise specified.
In addition, the volume average particle size of the alkaline earth metal or the metal compound containing the alkali metal in the examples is measured using a laser diffraction scattering method particle size distribution analyzer (LS 13 320 manufactured by Beckman Coulter), and the particle size in a dispersed state. Was measured.
<実施例1>
(バリア層形成用組成物1の調製)
炭酸カルシウム(高純度化学製、体積平均粒子径2.0μm、不定形粒子)を20g、15質量%のエチルセルロース(EC、ダウケミカル製、STD200)を溶解したテルピネオール(TPO、テルペン化学製、テルピネオール−LW)40g、テルピネオール40gを混合し、バリア層形成用組成物1を調製した。
<Example 1>
(Preparation of composition 1 for forming a barrier layer)
Terpineol (TPO, manufactured by Terpene Chemical Co., Terpineol) in which 20 g of calcium carbonate (manufactured by high purity chemical, volume average particle size 2.0 μm, amorphous particles) and 15% by mass of ethyl cellulose (EC, manufactured by Dow Chemical, STD200) are dissolved. LW) 40 g and terpineol 40 g were mixed to prepare composition 1 for forming a barrier layer.
(リン拡散液の調製)
リン酸二水素アンモニウム(和光純薬工業製)の20質量%水溶液を調製し、上澄みの飽和リン酸二水素アンモニウム水溶液をリン拡散液として用いた。
(Preparation of phosphorus diffusion solution)
A 20% by mass aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was prepared, and a saturated aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate as a supernatant was used as the phosphorus diffusion solution.
(熱拡散及びエッチング工程)
n型シリコン基板表面上に、スクリーン印刷(MT−320T、マイクロテック製)によってバリア層形成用組成物1を塗布し、150℃のホットプレート上で5分間乾燥後、500℃のホットプレートで1分間乾燥させた。乾燥して得られたバリア層の厚みは6μmであった。次いで、別のシリコン基板を用意し、リン拡散液を500rpmでスピンコート(ミカサ社製、MS−A100)し、200℃にて乾燥した。
上記二枚のシリコン基板を距離1mmで対向させた状態で、950℃で10分間加熱し、バリア層形成用組成物1を塗布したシリコン基板にリンを拡散させた。その後、バリア層形成用組成物1を塗布したシリコン基板を10質量%HCl水溶液に5分間浸漬した後、水洗し、さらに2.5質量%HF水溶液に5分間浸漬した。これを水洗、乾燥した後、下記評価を行った。
(Thermal diffusion and etching process)
On the surface of the n-type silicon substrate, the barrier layer forming composition 1 was applied by screen printing (MT-320T, manufactured by Microtech), dried for 5 minutes on a 150 ° C. hot plate, and then 1 on a 500 ° C. hot plate. Let dry for minutes. The thickness of the barrier layer obtained by drying was 6 μm. Next, another silicon substrate was prepared, and a phosphorus diffusion solution was spin-coated at 500 rpm (MS-A100, manufactured by Mikasa) and dried at 200 ° C.
With the two silicon substrates facing each other at a distance of 1 mm, the substrate was heated at 950 ° C. for 10 minutes to diffuse phosphorus into the silicon substrate coated with the barrier layer forming composition 1. Thereafter, the silicon substrate coated with the barrier layer forming composition 1 was immersed in an aqueous 10% by mass HCl solution for 5 minutes, washed with water, and further immersed in an aqueous 2.5% by mass HF solution for 5 minutes. After washing and drying this, the following evaluation was performed.
(シート抵抗の測定)
バリア層形成用組成物1を塗布した部分のシート抵抗は、三菱化学(株)製Loresta−EP MCP−T360型低抵抗率計を用いて四探針法により測定した。バリア層形成用組成物1を塗布した部分のシート抵抗は240Ω/□であった。塗布しない部分のシート抵抗は10Ω/□であった。
(Sheet resistance measurement)
The sheet resistance of the portion where the barrier layer forming composition 1 was applied was measured by a four-probe method using a Loresta-EP MCP-T360 type low resistivity meter manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. The sheet resistance of the portion to which the barrier layer forming composition 1 was applied was 240Ω / □. The sheet resistance of the uncoated part was 10Ω / □.
なお、参照試料として、スライス後のn型シリコン基板を2.5質量%HF水溶液に5分間浸漬し、これを水洗、乾燥した後のシート抵抗を測定したところ、240Ω/□であった。 As a reference sample, the sliced n-type silicon substrate was immersed in a 2.5% by mass HF aqueous solution for 5 minutes, and the sheet resistance after washing and drying was measured to be 240 Ω / □.
(実効ライフタイム測定用基板の作製)
半導体基板として、表面がミラー形状の単結晶型p型シリコン基板(SUMCO製、50mm角、厚さ:625μm)を用いた。シリコン基板をRCA洗浄液(関東化学製Frontier Cleaner−A01)を用いて70℃にて5分間、浸漬洗浄し、前処理を行った。
その後、上記の前処理を行ったシリコン基板上に、上記で得られた半導体基板パッシベーション膜形成用組成物1をスクリーン印刷法を用いて、45mm角のベタパターンで基板片面に付与し、150℃で3分間乾燥処理した。次いで900℃で1時間焼成処理した後、室温で放冷して評価用基板を作製した。
(Production of effective lifetime measurement substrate)
As the semiconductor substrate, a single crystal p-type silicon substrate (manufactured by SUMCO, 50 mm square, thickness: 625 μm) having a mirror-shaped surface was used. The silicon substrate was pre-treated by immersing and cleaning at 70 ° C. for 5 minutes using an RCA cleaning solution (Frontier Cleaner-A01 manufactured by Kanto Chemical).
Thereafter, the composition 1 for forming a semiconductor substrate passivation film obtained above is applied on one side of the substrate with a 45 mm square solid pattern on the silicon substrate that has been subjected to the above-described pretreatment, using a screen printing method. And dried for 3 minutes. Subsequently, after baking at 900 degreeC for 1 hour, it stood to cool at room temperature and produced the board | substrate for evaluation.
(実効ライフタイムの測定)
上記で得られた評価用基板を、0.5mmolのヨウ素/エタノール溶液に浸しながら、基板の実効ライフタイム(μs)を、ライフタイム測定装置(日本セミラボ製WT−2000PVN)を用いて、室温で反射マイクロ波光電導減衰法により測定した。得られた評価用基板の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与した領域の実効ライフタイムは、330μsであった。
(Measurement of effective lifetime)
While immersing the evaluation substrate obtained above in a 0.5 mmol iodine / ethanol solution, the effective lifetime (μs) of the substrate was measured at room temperature using a lifetime measurement device (WT-2000PVN manufactured by Nippon Semi-Lab). It was measured by the reflected microwave photoconductive decay method. The effective lifetime of the region to which the composition for forming a semiconductor substrate passivation film of the obtained evaluation substrate was applied was 330 μs.
(ライフタイムキラー元素総含有率の測定)
バリア層形成用組成物1を石英ボート上で200℃、30分間乾燥した。得られた粉末に含まれるFe、Mn、W、Au、Cr及びNiの総含有率を、高周波誘導結合プラズマ質量分析(ICP−MS)法にて、マイクロウェーブ分解装置(マイルストーン社製)を使用して測定した。
(Measurement of total lifetime killer element content)
The barrier layer forming composition 1 was dried at 200 ° C. for 30 minutes on a quartz boat. The total content of Fe, Mn, W, Au, Cr, and Ni contained in the obtained powder was measured by a microwave decomposition apparatus (Milestone) using a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) method. Measured using.
<実施例2〜8>
実施例1と同様にして、ただし、Fe粉末(高純度化学研究所、純度:99.9%以上)、Mn粉末(高純度化学研究所、純度:99.9%以上)、Cr粉末(高純度化学研究所、純度:99.9%以上)、Ni粉末(高純度化学研究所、純度:99.9%以上)、W粉末(高純度化学研究所、純度:99.9%以上)をそれぞれ所定量混合して、表1に示す組成の実施例2〜8のバリア層形成用組成物を調製した。この実施例2〜8のバリア層形成組成物を用いて、実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す
<Examples 2 to 8>
As in Example 1, except that Fe powder (high purity chemical laboratory, purity: 99.9% or higher), Mn powder (high purity chemical laboratory, purity: 99.9% or higher), Cr powder (high purity Purity Chemical Laboratory, Purity: 99.9% or higher), Ni Powder (High Purity Chemical Laboratory, Purity: 99.9% or higher), W Powder (High Purity Chemical Laboratory, Purity: 99.9% or higher) A predetermined amount of each was mixed to prepare barrier layer forming compositions of Examples 2 to 8 having the compositions shown in Table 1. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the barrier layer forming compositions of Examples 2 to 8. The results are shown in Table 2.
<比較例1〜7>
実施例1と同様にして、ただし、Fe粉末(高純度化学研究所、純度:99.9%以上)、Mn粉末(高純度化学研究所、純度:99.9%以上)、Cr粉末(高純度化学研究所、純度:99.9%以上)、Ni粉末(高純度化学研究所、純度:99.9%以上)、W粉末(高純度化学研究所、純度:99.9%以上)をそれぞれ所定量混合して、表1に示す組成の比較例1〜7のバリア層形成用組成物を調製した。この比較例1〜7のバリア層形成組成物を用いて、実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す
<Comparative Examples 1-7>
As in Example 1, except that Fe powder (high purity chemical laboratory, purity: 99.9% or higher), Mn powder (high purity chemical laboratory, purity: 99.9% or higher), Cr powder (high purity Purity Chemical Laboratory, Purity: 99.9% or higher), Ni Powder (High Purity Chemical Laboratory, Purity: 99.9% or higher), W Powder (High Purity Chemical Laboratory, Purity: 99.9% or higher) A predetermined amount of each was mixed to prepare barrier layer forming compositions of Comparative Examples 1 to 7 having the compositions shown in Table 1. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the barrier layer forming compositions of Comparative Examples 1 to 7. The results are shown in Table 2.
表2の結果に示されるように、アルカリ土類金属又はアルカリ金属を含有する金属化合物と、分散媒と、を含有するバリア層形成用組成物を用いることで、ドナー元素又はアクセプター元素の拡散を充分に防ぐことができ、また、バリア層形成用組成物中のライフタイムキラー元素の含有率を5質量%以下とすることで、処理後の半導体基板のキャリアの実効ライフタイムの低下を抑制することができる。 As shown in the results of Table 2, by using a barrier layer forming composition containing an alkaline earth metal or a metal compound containing an alkali metal and a dispersion medium, diffusion of a donor element or an acceptor element is achieved. It can be sufficiently prevented, and by suppressing the content of the lifetime killer element in the composition for forming a barrier layer to 5% by mass or less, a decrease in the effective lifetime of the carrier of the semiconductor substrate after treatment is suppressed. be able to.
10 n型半導体基板
11 バリア層形成用組成物
12 n+型拡散層を形成するための塗布用拡散材料
13 p+型拡散層を形成するための塗布用拡散材料
14 n+型拡散層
15 p+型拡散層
16 反射防止膜
17 パッシベーション膜
18 n電極
19 p電極
10 n-type semiconductor substrate 11 for forming a barrier layer composition 12 n + -type coating diffusion for forming the diffusion layer material 13 p + -type diffusion layer coated diffusion material for forming a 14 n + -type diffusion layer 15 p + Type diffusion layer 16 antireflection film 17 passivation film 18 n electrode 19 p electrode
Claims (12)
鉄、マンガン、タングステン、金、クロム、およびニッケルの総含有率が、5質量%以下であるバリア層形成用組成物。 Containing an alkaline earth metal or a metal compound containing an alkali metal, and a dispersion medium,
The composition for barrier layer formation whose total content rate of iron, manganese, tungsten, gold | metal | money, chromium, and nickel is 5 mass% or less.
前記半導体基板上に設けられた請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のバリア層形成用組成物の乾燥体であるバリア層と、
を有するバリア層付き半導体基板。 A semiconductor substrate;
A barrier layer that is a dried body of the composition for forming a barrier layer according to any one of claims 1 to 7 provided on the semiconductor substrate,
A semiconductor substrate with a barrier layer.
前記半導体基板上の前記バリア層が形成されていない部分から、ドナー元素又はアクセプター元素をドーピングして、前記半導体基板内に部分的に拡散層を形成する工程と、
を含む太陽電池用基板の製造方法。 Applying the barrier layer forming composition according to any one of claims 1 to 7 in a pattern on a semiconductor substrate to form a barrier layer;
Doping a donor element or an acceptor element from a portion where the barrier layer is not formed on the semiconductor substrate, and partially forming a diffusion layer in the semiconductor substrate;
The manufacturing method of the board | substrate for solar cells containing.
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