[發明專利]鈍化層形成用組合物、帶鈍化層的半導體基板、帶鈍化層的半導體基板的制造方法、太陽能電池元件、太陽能電池元件的制造方法及太陽能電池

有效

• 申請號: 201380036945.2
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN104488069B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 田中徹;吉田誠人;倉田靖;織田明博;佐藤鐵也;早坂剛
• 申請（專利權）人: 日立化成株式會社
• 主分類號: H01L21/316
• 分類號: H01L21/316;H01L21/312;H01L31/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 蔣亭

技術領域

本發明涉及鈍化層形成用組合物、帶鈍化層的半導體基板、帶鈍化層的半導體基板的制造方法、太陽能電池元件、太陽能電池元件的制造方法及太陽能電池。

背景技術

對以往的硅太陽能電池元件的制造工序進行說明。

首先，為了促進陷光效應而實現高效率化，準備在受光面側形成有紋理結構的p型硅基板，接著，在氧氯化磷(POCl₃)、氮氣及氧氣的混合氣體氣氛中在800℃～900℃下進行數十分鐘的處理，均勻地形成n型擴散層。在該以往的方法中，由于使用混合氣體進行磷的擴散，因此不僅在受光面的表面形成n型擴散層，而且在側面及背面也形成n型擴散層。因此，為了除去形成于側面的n型擴散層而進行側蝕刻。此外，形成于背面的n型擴散層需要變換為p⁺型擴散層。因此，在整個背面涂布鋁糊劑并對其進行熱處理(燒成)而形成鋁電極，由此使n型擴散層成為p⁺型擴散層，同時得到歐姆接觸。

但是，由鋁糊劑形成的鋁電極的電導率低。因此，為了降低薄膜電阻，通常形成于整個背面的鋁電極在熱處理(燒成)后必須具有10μm～20μm左右的厚度。進而，由于硅與鋁的熱膨脹率大不相同，因此，在熱處理(燒成)和冷卻的過程中，形成有鋁電極的硅基板中產生較大的內部應力，從而造成晶界損傷(damage)、結晶缺陷增長及翹曲。

為了解決該問題，有減少鋁糊劑的涂布量而使背面電極層的厚度變薄的方法。但是，如果減少鋁糊劑的涂布量，則從p型硅半導體基板的表面擴散至內部的鋁量變得不充分。結果：無法實現所需的BSF(Back Surface Field，背場)效應(因p⁺型擴散層的存在而使生成載流子的收集效率提高的效應)，因此產生太陽能電池的特性降低的問題。

基于上述情況，提出了通過在硅基板表面的一部分賦予鋁糊劑而局部地形成p⁺型擴散層和鋁電極的點接觸的方法(例如參照日本專利第3107287號公報)。

此種在與受光面相反的面(以下也稱為“背面”)具有點接觸結構的太陽能電池的情況下，需要在除鋁電極以外的部分的表面抑制少數載流子的再結合速度。作為用于該用途的背面用的鈍化層，提出了SiO₂膜等(例如參照日本特開2004-6565號公報)。作為因形成此種SiO₂膜所產生的鈍化效果，包括將硅基板的背面表層部的硅原子的未結合鍵封端，從而使引起再結合的表面能級密度降低的效果。

此外，作為抑制少數載流子的再結合的其它方法，包括利用鈍化層內的固定電荷所產生的電場來降低少數載流子密度的方法。這樣的鈍化效果通常被稱為電場效應，并提出了氧化鋁(Al₂O₃)膜等作為具有負固定電荷的材料(例如參照日本專利第4767110號公報)。

這樣的鈍化層通常通過ALD(Atomic Layer Deposition，原子層沉積)法、CVD(Chemical Vapor Depositon，化學氣相沉積)法等方法形成(例如參照Journal of Applied Physics，104(2008)，113703-1～113703-7)。此外，作為在半導體基板上形成氧化鋁層的簡便的方法，提出了利用溶膠凝膠法的方法(例如參照Thin Solid Films，517(2009)，6327-6330以及Chinese Physics Letters，26(2009)，088102-1～088102-4)。

發明內容

發明要解決的課題

Journal of Applied Physics，104(2008)，113703-1～113703-7中記載的方法包含蒸鍍等復雜的制造工序，所以存在難以提高生產率的情況。此外，在用于Thin Solid Films，517(2009)，6327-6330及Chinese Physics Letters，26(2009)，088102-1～088102-4所記載的方法的鈍化層形成用組合物中，會經時性地產生凝膠化等不良情況，保存穩定性還難以稱得上充分。

為了解決這些問題，發明人等開發了包含乙基纖維素等粘合劑樹脂的特定的鈍化層形成用組合物。該特定的鈍化層形成用組合物具有賦予到半導體基板時的印刷性提高效果。