DE112015006632T5 - Verfahren zur Bildung eines Metalloxidfilms - Google Patents

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Abstract

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bildung eines Metalloxidfilms zu entwickeln, mit welchem ein qualitativ hochwertiger Metalloxidfilm bei gleichzeitiger Steigerung der Produktionseffizienz erzielt werden kann. Bei dem Verfahren zur Filmbildung der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Schritte durchgeführt. In einem Lösungsbehälter (15) wird eine Rohmateriallösung (14), welche Aluminium als metallisches Element enthält, in einen Nebel umwandelt, sodass ein Rohmateriallösungsnebel (M1) erhalten wird. In einem Lösungsbehälter (25), welcher unabhängig von dem Lösungsbehälter (15) vorgesehen ist, wird eine Reaktionsförderlösung (24), in einen Nebel umgewandelt, sodass ein Fördermittel (M2) erhalten wird. Danach werden der Rohmateriallösungsnebel (M1) und der Fördermittelnebel (M2), welche erhalten wurden, über Pfade L1 und L2, die unabhängig voneinander vorgesehen sind, einem Mischbehälter (8) zugeführt. Anschließend werden der Rohmateriallösungsnebel (M1) und der Fördermittelnebel (M2) in einem Mischbehälter (8) vermischt, sodass ein Mischnebel (M3) erhalten wird. Dann wird der Mischnebel (M3) auf der Rückseite eines P-Typ-Siliziumsubstrats (4) aufgetragen, welches erwärmt wird und unter atmosphärischem Druck in einem Reaktorbehälter (11), der unabhängig von dem Mischbehälter (8) vorgesehen ist, angeordnet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildung eines Metalloxidfilms, bei welchem ein Metalloxidfilm auf einem Substrat unter Verwendung des Nebelverfahrens ausgebildet wird.
  • Stand der Technik
  • Auf dem Gebiet der Solarzellen, der Flachbildschirme (FDP, Flat Panel Display), der lichtemittierenden Vorrichtungen wie einer lichtemittierenden Diode (LED), der Bildschirm-Tastfelder und dergleichen, ist ein Metalloxidfilm auf einem Substrat ausgebildet. Als ein Verfahren zur Herstellung eines Metalloxidfilms auf einem Substrat unter Verwendung einer Technik zur Bildung eines sogenannten Nicht-Vakuum-Films (non-vacuum film), wird ein konventionelles Verfahren zur Bildung eines Metalloxidfilms eingesetzt, bei dem eine Lösung der Luft ausgesetzt wird, wie zum Beispiel ein Sprühverfahren, Sol-Gel-Verfahren oder ein Nebelverfahren zur chemischen Gasphasenabscheidung (CVD, Chemical Vapor Deposition).
  • Bei jedem dieser Verfahren zur Bildung eines Films wird, wenn ein Metalloxidfilm als ein zu bildender Gegenstand gebildet wird, eine Art Rohmateriallösung verwendet. Während es möglich ist, ein Mischen für eine Rohmateriallösung im Voraus durchzuführen, soll eine Art gemischte Rohmateriallösung bei der Bildung eines Metalloxidfilms verwendet werden.
  • Dabei wird bei einem Verfahren zur Bildung eines Metalloxidfilms unter Verwendung einer konventionellen Technik zur Bildung eines Nicht-Vakuum-Films aufgrund der Verwendung einer Art von gemischter Rohmateriallösung bei der Bildung eines Metalloxidfilms die Reaktionsenergie, die erforderlich ist, um einen Metalloxidfilm mit einer Rohmateriallösung zu bilden, eindeutig/einheitlich bestimmt.
  • Als ein Verfahren, welches die Reaktionsenergie bei der Bildung eines Metalloxidfilms mit einer Rohmateriallösung senkt, um die Geschwindigkeit der Bildung des Metalloxidfilms zu erhöhen, gibt es – wie nachfolgend dargelegt – zwei konventionelle Verfahren.
  • Zunächst ist als ein erstes Verfahren, in welchem ein Prozess direkt durchgeführt wird, ein Verfahren denkbar, in welchem ein Reaktionsfördermittel vorher in eine Rohmateriallösung eingemischt wird, um die obenstehende Reaktionsenergie zu senken. Als ein Beispiel des ersten Verfahrens ist beispielsweise in der internationalen Veröffentlichung WO 2011/151889 ein Verfahren zur Bildung eines Metalloxidfilms offenbart.
  • 7 ist eine erklärende Ansicht, die eine Gesamtkonfiguration einer konventionellen Filmbildungsvorrichtung 200 unter Verwendung des ersten Verfahrens zeigt, welches in der WO 2011/151889 offenbart ist.
  • Wie in 7 gezeigt, wird eine Rohmateriallösung 18 (eine Lösung mit Zink) und eine Reaktionsförderlösung 24 (Ammoniakwasser) in den gleichen Lösungsbehälter 15 geführt, und eine Mischlösung 34 der Rohmateriallösung 18 und der Reaktionsförderlösung 24 wird durch einen Nebelbilder 16 in einen Nebel umgewandelt, so dass ein Mischnebel M4, welcher eine Mischlösung 34 in einen Nebel umgewandelt ist, erhalten wird.
  • Dann durchläuft der Mischnebel M4 einen Pfad L11 und wird in einem Reaktorbehälter 11 einer Rückseite (Oberseite) eines P-Typ-Siliziumsubstrats 4 zugeführt, so dass auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 ein rückseitiger Passivierungsfilm 5 (Aluminiumoxidfilm) gebildet wird.
  • Gemäß dem in der WO2011/151889 offenbarten Filmbildungsverfahren werden bei der Bildung eines Metalloxidfilms (Zinkoxiddünnfilm) unter Verwendung eines Nebelverfahrens die Rohmateriallösung 18 und die Reaktionsförderlösung 24 mit einem Reaktionsfördermittel (Ammoniakwasser) in dem gleichen Zerstäuber (der Lösungsbehälter 15, der Nebelbilder 16) vermischt, so dass der Mischnebel M4 erhalten wird. Anschließend wird der Mischnebel M4 auf eine Rückseite (eine Hauptfläche) des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 in den Reaktorbehälter 11 geführt, mit dem Bestreben die oben beschriebene Reaktionsenergie zu senken.
  • Auf der anderen Seite ist ein zweites Verfahren, in welchem ein Prozess indirekt durchgeführt wird, ein Verfahren, in welchem dem oben beschriebenen Reaktorbehälter zusätzlich ein Reaktionsfördergas zugeführt wird, um eine Atmosphäre zu einem Zeitpunkt der Bildung eines Metalloxidfilms so einzustellen, dass ein Senken der oben beschriebenen Reaktionsenergie zu einem Zeitpunkt der Bildung eines Metalloxidfilms durch eine in einen Nebel umgewandelte Rohmateriallösung in dem oben beschriebenen Reaktorbehälter erreicht werden kann und ein qualitativ hochwertiger Metalloxidfilm erreicht wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Mit der Erfindung zu lösende Probleme
  • Nach der oben beschriebenen ersten Methode wird jedoch durch Mischung in dem gleichem Zerstäuber ein Mischnebel erhalten und so werden die Rohmateriallösung 18 und die Reaktionsförderlösung 24 unter Bedingungen angeordnet, unter denen diese jederzeit miteinander reagieren (in einem Zerstäuber). Daher wird, wenn die Reaktionszeit zwischen einer Frontelektrode 1 und der Reaktionsförderlösung 24 länger wird, eine Eigenschaft des Mischnebels M4 von einer gewünschten Eigenschaft abgebaut. Dadurch entsteht das Problem, dass es nicht möglich ist, einen Metalloxidfilm mit ausgezeichneter Filmqualität zu bilden. Beispielsweise wird eine Instabilität des Mischnebels M4 als ein Rohmaterial, eine Erzeugung eines Reaktionsprodukts, welches für die Bildung eines Metalloxidfilms in dem Mischnebel M4 unnötig ist, oder Ähnliches verursacht, was es schwierig macht, die Qualität eines Metalloxidfilms zu verbessern oder eine reproduzierbare und stabile Filmbildung zu erreichen.
  • Ebenso ist bei der zweiten Methode ein Reaktionsfördergas, welches in einen Reaktorbehälter geführt wird, in gasförmiger Form vorhanden, so dass die Reaktion durch ein Reaktionsfördergas schwächer gefördert wird als bei der ersten Methode. Dies verursacht ein Problem eine Erhöhung der Möglichkeit einer Reduktion der Reaktionsgeschwindigkeit oder einer Reduktion der Filmqualität eines Metalloxidfilms aufgrund der ungleichmäßigen Verteilung in einem Film zu steigern.
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bildung eines Metalloxidfilms bereitzustellen, welches bei gesteigerter Produktionseffizienz einen qualitativ hochwertigen Metalloxidfilm erreichen kann.
  • Mittel zur Lösung der Probleme
  • Ein Verfahren zur Bildung eines Metalloxidfilms gemäß der vorliegenden Erfindung enthält folgende Schritte: (a) Umwandeln einer Rohmateriallösung mit einem metallischen Element in einen Nebel in einem Behälter, um einen Rohmateriallösungsnebel zu erhalten; (b) Umwandeln einer Reaktionsförderlösung mit einem Reaktionsfördermittel für das metallische Element in einen Nebel in einem zweiten Behälter, der unabhängig von einem ersten Behälter vorgesehen ist, um einen Fördermittelnebel zu erhalten; (c) Vermischung des Rohmateriallösungsnebels und Fördermittelnebels in einem Mischbehälter, welcher den Rohmateriallösungsnebel und den Fördermittelnebel über einen ersten und zweiten Pfad, die unabhängig voneinander vorgesehen sind, aufnimmt, um einen Mischnebel zu erhalten; und (d) Zuführen des Rohmaterialnebels, der in Schritt (c) erhalten wird, auf eine Hauptoberfläche eines Substrats in einem Reaktorbehälter, während das Substrat erhitzt wird, um einen Metalloxidfilm mit einem metallischen Element auf der einen Hauptoberfläche des Substrats auszubilden.
  • Wirkung der Erfindung
  • Bei dem Verfahren zur Bildung eines Metalloxidfilms gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, durch Zuführen des Mischnebels, welcher eine Vermischung des Rohmateriallösungsnebels und des Fördermittelnebels ist, auf einer Hauptoberfläche des Substrats zu einem Zeitpunkt, zu dem der Schritt (d) durchgeführt wird, eine Filmbildungsgeschwindigkeit eines Metalloxidfilms mit einem metallischen Element zu verbessern, um dadurch eine Produktionseffizienz zu verbessern.
  • Ferner ist es möglich, durch vorheriges Erhalten des Mischnebels, welcher eine Vermischung aus dem Rohmateriallösungsnebel und dem Fördermittelnebel in einem Mischbehälter zu einem Zeitpunkt ist, zu dem der Schritt (c) vor dem Schritt (d) durchgeführt wird, den Mischnebel, in welchem der Rohmateriallösungsnebel und der Fördermittelnebel angemessen miteinander reagieren, mit großer Stabilität zu einem Zeitpunkt, zu dem der Schritt (d) durchgeführt wird, so zuführen, dass eine Filmqualität eines Metalloxidfilms verbessert werden kann.
  • Insbesondere werden der Rohmateriallösungsnebel und der Fördermittelnebel in dem ersten und zweiten Behälter erhalten, welche unabhängig voneinander in dem Schritt (a) und dem Schritt (b) vorgesehen sind, und der Rohmateriallösungsnebel und der Fördermittelnebel erstmals im Mischbehälter zu einem Zeitpunkt, zu dem Schritt (c) durchgeführt wird, miteinander reagieren. Dementsprechend wird ein Phänomen, in welchem der Rohmateriallösungsnebel und der Fördermittelnebel unnötig miteinander reagieren, bevor der Schritt (c) sicher vermieden wird, so dass die Qualität des Films eines Metalloxidfilms hochgehalten werden kann.
  • Diese und andere Gegenstände, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung und den dazugehörigen Zeichnungen ersichtlich.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine erklärende Ansicht, die eine Gesamtkonfiguration einer Filmbildungsvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Filmbildung für einen rückseitigen Passivierungsfilm nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine erklärende Ansicht, die speziell einen Reaktorbehälter, der in 1 gezeigten Filmbildungsvorrichtung und deren Umgebung, zeigt.
  • 3 ist ein Diagramm, das die Effekte zeigt, die durch das Verfahren der Filmbildung für einen rückseitigen Passivierungsfilm nach der ersten Ausführungsform erzeugt werden.
  • 4 ist eine erklärende Ansicht, die eine Gesamtkonfiguration einer Filmbildungsvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Filmbildung für einen rückseitigen Passivierungsfilm 5 nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist eine erklärende Ansicht, die Details des in 4 gezeigten Aufbaus eines Mischbehälters zeigt.
  • 6 ist ein Querschnitt, der einen Aufbau einer Solarzelle zeigt, welche nach einem Herstellungsverfahren für eine rückseitige Passivierungsschicht entsprechend den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hergestellt wird.
  • 7 ist eine erklärende Ansicht, die eine Gesamtkonfiguration eines konventionellen Filmbildungsvorrichtung zeigt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Grundausstattung (Aufbau einer Solarzelle)
  • 6 ist ein Querschnitt, der einen Aufbau einer Solarzelle zeigt, welche nach einem Verfahren zur Herstellung eines Metalloxidfilms gemäß Ausführungsformen (erste Ausführungsform und zweite Ausführungsform) hergestellt wird.
  • Wie in 6 dargestellt, wird auf einer Vorderseite (der anderen Hauptfläche) eines Siliziumsubstrats 4 mit einer P-Typ-Leitfähigkeit (im Folgenden P-Typ-Siliziumsubstrat 4 genannt) eine Siliziumschicht 3 mit einer N-Typ-Leitfähigkeit (im Folgenden N-Typ-Siliziumschicht 3 genannt) gebildet. Es ist zu beachten, dass 6 das P-Typ-Siliziumsubstrat 4 so darstellt, dass eine Vorderseite eine obere Fläche und eine Hinterseite eine untere Fläche ist.
  • Außerdem wird in einer Vorderseite der N-Typ-Siliziumschicht 3 ein vorderseitiger Passivierungsfilm 2, welcher transparent ist, gebildet. Dann wird selektiv eine Frontelektrode 1 auf einer Vorderseite der N-Typ-Siliziumschicht 3 gebildet, um einen Teil des frontseitigen Passivierungsfilms 2 zu durchdringen, so dass die Frontelektrode 1 elektrisch mit der N-Typ-Siliziumschicht 3 verbunden ist.
  • Weiter wird ein rückseitiger Passivierungsfilm 5 (Metalloxidfilm) auf einer Rückseite (eine Hauptoberfläche) des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 gebildet. Als rückseitiger Passivierungsfilm 5 wird ein Aluminiumoxidfilm (ein Al2O3 Dünnfilm) oder ein laminierter Film eines Aluminiumoxidfilms und eines Siliziumnitridfilms verwendet. Dann wird eine Rückelektrode 6 direkt auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 ausgebildet, um einen Teil des rückseitigen Passivierungsfilms 5 zu durchdringen und liegt über einer Rückseite des rückseitigen Passivierungsfilms 5. Dementsprechend ist eine Rückelektrode 6 elektrisch mit dem P-Typ-Siliziumsubstrat 4 verbunden.
  • In dem in 6 gezeigten Aufbau der Solarzelle trifft Licht auf den vorderseitigen Passivierungsfilm 2 und erreicht einen PN-Übergang zwischen der N-Typ-Siliziumschicht 3 und dem P-Typ-Siliziumsubstrat 4, sodass Träger erzeugt werden, die zur Erzeugung von Elektrizität führen, welche dann von den Elektroden 1 und 6 abgenommen wird.
  • Die Passivierungsfilme 2 und 5 sind ausgebildet, um eine Reduktion der Lebensdauer des Trägers zu unterdrücken. Insbesondere treten viele Defekte (wie Gitterdefekte) in einer Vorderseite der N-Typ-Siliziumschicht 3 oder einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 auf, und Minoritätsladungsträger, welche aufgrund der Lichtbestrahlung durch die Defekte auftreten, sind rekombiniert. Somit ist durch Bildung des vorderseitigen Passivierungsfilms 2 und des rückseitigen Passivierungsfilms 5 auf entsprechend einer Vorderseite der N-Typ-Siliziumschicht 3 und einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4, eine Unterdrückung der Rekombination von Trägern und folglich eine Lebensdauer des Trägers zu verbessern, möglich.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung einer Produktionseffizienz und eine Verbesserung einer Filmqualität des rückseitigen Passivierungsfilms 5, welcher ein Metalloxidfilm ist, der auf einer Rückseite (einer Hauptoberfläche) des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 (Substrat) ausgebildet ist und in einem Herstellungsverfahren für eine Solarzelle oder dergleichen verwendet wird. Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung speziell unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, welche die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist eine erklärende Ansicht, die eine Gesamtkonfiguration einer Filmbildungsvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Filmbildung für den rückseitigen Passivierungsfilm 5 (Metalloxidfilm) nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Wie in 1 dargestellt, enthält eine Filmbildungsvorrichtung 101, die bei dem Verfahren der Filmbildung nach der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, einen Reaktorbehälter 11, ein Heizinstrument 13, welches den Reaktorbehälter 11 erwärmt, einen Lösungsbehälter 15, welcher eine Rohmateriallösung 14 enthält, einen Nebelbilder 16, welcher die Rohmateriallösung 14 in dem Lösungsbehälter 15 in eine Nebelwand umwandelt, ein Lösungsbehälter 25, welcher eine Reaktionsförderlösung 24 mit einem Reaktionsfördermittel enthält, und einen Nebelbilder 26, welcher die Reaktionsförderlösung 24 in dem Lösungsbehälter 25 in einen Nebel umwandelt. Es ist zu beachten, dass ein Reaktionsfördermittel zur Förderung der Reaktion in einem Filmbildungsprozess für den rückseitigen Passivierungsfilm 5 (Metalloxidfilm) unter Verwendung eines Nebelverfahrens eingesetzt wird.
  • In dieser Konfiguration wird dem Reaktorbehälter 11 über einen Pfad L1 (erster Pfad) ein Rohmateriallösungsnebel M1, der die, von dem Nebelbilder 16 in einen Nebel umgewandelte Rohmateriallösung 14 ist, zugeführt. Andererseits wird dem Reaktorbehälter 11 über einen Pfad L2 (zweiter Pfad), welcher unabhängig von dem Pfad L1 vorgesehen ist, ein Fördermittelnebel M2, welcher die, durch den Nebelbilder 26 in einen Nebel umgewandelte Reaktionsförderlösung 24 ist, zugeführt.
  • Der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2, welche über die Pfade L1 und L2 dem Reaktorbehälter 11 zugeführt werden, werden als Mischnebel M3, der durch Vermischen im Reaktorbehälter 11 erhalten wird, auf eine im Reaktorbehälter 11 angeordnete Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 gesprüht, so dass der aus einem Aluminiumoxidfilm zusammengesetzte rückseitige Passivierungsfilm 5 auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 gebildet werden kann. Zu diesem Zeitpunkt wird das P-Typ-Siliziumsubstrat 4 derart auf das Heizinstrument 13 im Reaktorbehälter 11 angeordnet, dass eine Rückseite eine obere Fläche und eine Vorderseite eine untere Fläche ist.
  • Das heißt, der Mischnebel M3 (eine Mischlösung aus der Rohmateriallösung 14 und der Reaktionsförderlösung 24, (welche in Form von Flüssigkeitstropfen mit jeweils kleinem Durchmesser vorliegen) wird unter Atmosphärendruck in den Reaktorbehälter 11 geführt, wobei das P-Typ-Siliziumsubstrat 4 auf dem Heizinstrument 13 angeordnet wird und der rückseitige Passivierungsfilm 5 auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 durch vorgegebene Reaktion gebildet wird.
  • Das Heizinstrument 13 ist ein Heizgerät oder Ähnliches und kann das auf dem Heizinstrument 13 angeordnete P-Typ-Siliziumsubstrat 4 erwärmen. Während der Filmbildung wird das Heizinstrument 13 durch einen nicht gezeigten externen Regler, auf eine Temperatur erwärmt, die zur Bildung des rückseitigen Passivierungsfilms 5, der aus einer Aluminiumoxidschicht zusammengesetzt ist, erforderlich ist.
  • Der Lösungsbehälter 15 ist mit der Rohmateriallösung 14 gefüllt, welche eine Materiallösung zur Bildung des rückseitigen Passivierungsfilms 5 ist. Die Rohmateriallösung 14 ist eine Materiallösung, die ein Aluminium(Al)-Element als metallisches Element enthält.
  • Für den Nebelbilder 16 kann beispielsweise ein Ultraschallzerstäuber eingesetzt werden. Der Nebelbilder 16, welcher ein Ultraschallzerstäuber ist, wendet eine Ultraschallwelle auf die Rohmateriallösung 14 im Lösungsbehälter 15 an, um dadurch die Rohmateriallösung 14 im Lösungsbehälter 15 in einen Nebel umzuwandeln. Der Rohmateriallösungsnebel M1, welcher die zu einem Nebel verarbeitete Rohmateriallösung 14 ist, wird über den Pfad L1 dem Reaktorbehälter 11 zugeführt.
  • Der Lösungsbehälter 25 ist mit der Reaktionsförderlösung 24 für ein Aluminium-Element gefüllt. Die Reaktionsförderlösung 24 besteht aus Ammoniakwasser (NH3).
  • Der Nebelbilder 26, welcher die gleiche Funktion wie der Nebelbilder 16 hat, wendet eine Ultraschallwelle auf die Reaktionsförderlösung 24 in den Lösungsbehälter 25 an, um dadurch die Reaktionsförderlösung 24 in dem Lösungsbehälter 25 in einen Nebel umzuwandeln. Der Fördermittelnebel M2, welcher die zu einem Nebel verarbeitete Reaktionsförderlösung 24 ist, wird über den Pfad L2 dem Reaktorbehälter 11 zugeführt.
  • 2 ist eine erklärende Ansicht, die speziell den Reaktorbehälter 11 der Filmbildungsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform und deren Umgebung zeigt.
  • Wenn der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 einer (filmbildenden) Düse 12 in den Reaktorbehälter 11 über die entsprechend voneinander unterschiedlichen Pfade L1 und L2 zugeführt werden, werden der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 in der Düse 12 miteinander vermischt und der Mischnebel M3 wird von der Düse 12 auf eine obere Fläche des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 geführt.
  • Als Ergebnis davon reagiert der Mischnebel M3 auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4, welches erwärmt wird und unter atmosphärischen Druck derart angeordnet wird, dass der rückseitige Passivierungsfilm 5 auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 gebildet wird. Weiterhin wird ein Ozongas G9 über einen Pfad L9 der Düse 12 zugeführt. Dementsprechend wird das Ozongas G9 zusätzlich zu dem Mischnebel M3 von der Düse 12 auf eine Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 geführt. Das Ozongas G9 wird zur Förderung der Reaktion des Mischnebels M3 verwendet. Mit anderen Worten, wird das Ozongas G9 als Reaktionsfördergas verwendet, welches in dem konventionellen zweiten Verfahren verwendet wird, bei welchem ein Prozess indirekt durchgeführt wird.
  • (Verfahren zur Herstellung)
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zur Filmbildung für den rückseitigen Passivierungsfilm 5 (Aluminiumoxidfilm) gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Zunächst wird eine vorgegebene Verunreinigung in ein Siliziumsubstrat eingebracht, wobei kristallines Silizium als Kompositionsmaterial verwendet wird, sodass das P-Typ-Siliziumsubstrat 4 mit einer P-Typ-Leitfähigkeit gebildet wird. Anschließend wird das P-Typ-Siliziumsubstrat 4 auf dem Heizinstrument 13 in dem Reaktorbehälter 11 angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt wird das P-Typ-Siliziumsubstrat 4 derart auf dem Heizinstrument 13 angeordnet, dass eine Rückseite davon eine obere Fläche und eine Vorderseite davon eine untere Fläche ist und ein Druck in dem Reaktorbehälter 11 auf einen Atmosphärendruck eingestellt wird.
  • Dann erwärmt das Heizinstrument 13 das auf dem Heizinstrument 13 angeordnete P-Typ-Siliziumsubstrat 4 auf eine Filmbildungstemperatur für den rückseitigen Passivierungsfilm 5, der aus einem Aluminiumoxidfilm zusammengesetzt ist, und eine Temperatur des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 wird auf der Filmbildungstemperatur gehalten.
  • In der Zwischenzeit wird im Lösungsbehälter 15 die Rohmateriallösung 14 durch den Nebelbilder 16 in einen Nebel umwandelt, so dass der Rohmateriallösungsnebel M1 erhalten wird. Der Rohmateriallösungsnebel M1 (die Rohmateriallösung 14 in Form von Flüssigkeitstropfen mit jeweils kleinem Durchmesser) durchläuft den Pfad L1, wird rektifiziert und dem Reaktorbehälter 11 zugeführt. Die Rohmateriallösung 14 enthält in diesem Zusammenhang Aluminium als Metallquelle.
  • Wie oben beschrieben wird im Lösungsbehälter 15 (erster Behälter) die Rohmateriallösung 14 mit Aluminium, welches ein metallisches Element ist, in einen Nebel umwandelt, sodass der Rohmateriallösungsnebel M1 erhalten wird.
  • Andererseits wird im Lösungsbehälter 25 die Reaktionsförderlösung 24 durch den Nebelbilder 26 in einen Nebel umwandelt, sodass der Fördermittelnebel M2 erhalten wird. Der Fördermittelnebel M2 (die Reaktionsförderlösung 24 in Form von Flüssigkeitstropfen mit jeweils kleinem Durchmesser) durchläuft den Pfad L2, wird rektifiziert und dem Reaktorbehälter 11 zugeführt. Ammoniakwasser wird in diesem Zusammenhang als Reaktionsförderlösung 24 verwendet.
  • Um den Fördermittelnebel M2 zu erhalten, wird die Reaktionsförderlösung 24 mit einem zur Bildung von Aluminiumoxid verwendeten Reaktionsfördermittel in dem Lösungsbehälter 25 (zweiter Behälter), welcher unabhängig vom Lösungsbehälter 15 vorgesehen ist, in einen Nebel umwandelt.
  • Anschließend wird der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 über die Pfade L1 und L2 (erster und zweiter Pfad) der im Reaktorbehälter 11 vorgesehenen Düse 12 zugeführt. Danach werden in der Düse 12 der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 miteinander vermischt, sodass der Mischnebel M3 erhalten wird. Dann wird der Mischnebel M3 auf eine Rückseite des zu erwärmenden P-Typ-Siliziumsubstrats zugeführt. Weiterhin wird auch das Ozongas G9 von der Düse 12 auf eine Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats geführt.
  • So ist es möglich, durch Aufsprühen des Mischnebels M3 auf eine unter Atmosphärendruck erwärmten Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 den rückseitigen Passivierungsfilm 5 aus Aluminiumoxid, welcher ein Metalloxidfilm ist, auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 zu bilden.
  • Weiter ist es durch die Reduktion der für die Filmbildung erforderlichen Reaktionsenergie für den rückseitigen Passivierungsfilm 5 aufgrund der Verwendung des im Mischnebel M3 enthaltenen Fördermittelnebels M2 möglich, den rückseitigen Passivierungsfilm 5 bei relativ niedriger Temperatur zu bilden. Darüber hinaus wird auch das Ozongas G9 auf eine Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 geführt, sodass die Versetzung und Oxidation einer Materialverbindung des Mischnebels M3 gefördert werden kann.
  • Danach wird der Aufbau der in 6 gezeigten Solarzelle unter Verwendung des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 hergestellt, in welchem der rückseitige Passivierungsfilm 5 gebildet wird. Es ist allgemein üblich, dass der rückseitige Passivierungsfilm 5 nach der Bildung des frontseitigen Passivierungsfilms 2 und der N-Typ-Siliziumschicht 3 gebildet wird und danach die Frontelektrode 1 und die Rückelektrode 6 gebildet werden. Es ist zu beachten, dass der vorderseitige Passivierungsfilm 2 und der rückseitige Passivierungsfilm 5 in umgekehrter Reihenfolge gebildet werden können.
  • 3 ist ein Diagramm, das die Effekte zeigt, die durch das Verfahren der Filmbildung für den rückseitigen Passivierungsfilm 5 nach der ersten Ausführungsform erzeugt werden. 3 zeigt die jeweiligen dielektrischen Durchschlagsfeldstärken (MV/cm) des rückseitigen Passivierungsfilms 5, welche durch das Herstellungsverfahren nach der ersten Ausführungsform beziehungsweise des in 7 konventionellen ersten Verfahrens gebildet werden.
  • Wie in 3 dargestellt, ist klar, dass eine dielektrische Durchschlagsfeldstärke des rückseitigen Passivierungsfilms 5, welcher durch das Verfahren der Filmbildung nach der ersten Ausführungsform gebildet wird, verglichen mit einer dielektrischen Durchschlagsfeldstärke des rückseitigen Passivierungsfilms 5, welcher durch das konventionelle Filmbildungsverfahren gebildet wird, signifikant (entsprechend dem Fünffachen) verbessert wird.
  • So wird bei dem Verfahren zur Filmbildung für den rückseitigen Passivierungsfilm 5 (Metalloxidfilm) im Herstellungsverfahren für eine Solarzelle nach der ersten Ausführungsform der rückseitige Passivierungsfilm 5 auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 durch ein Nebelverfahren (genauer gesagt durch ein Verfahren der Filmbildung, bei dem der Mischnebel M3 unter Atmosphärendruck versprüht wird) gebildet.
  • Wie oben beschrieben, werden bei dem Verfahren der Filmbildung für den rückseitigen Passivierungsfilm 5 nach der ersten Ausführungsform Bedingungen vorgesehen, unter welchen der Mischnebel M3 durch Vermischen des Rohmateriallösungsnebels M1 und des Fördermittelnebels M2 in dem Reaktorbehälter 11 erhalten werden kann, so dass eine Filmbildungsgeschwindigkeit des rückseitigen Passivierungsfilms 5 erhöht und damit die Produktionseffizienz verbessert werden kann.
  • Auch die Reaktionsenergie für die Bildung des rückseitigen Passivierungsfilms 5 kann aufgrund der Verwendung des Mischnebels M3 mit dem Fördermittelnebel M2 reduziert werden, sodass der rückseitige Passivierungsfilm 5 bei einer niedrigeren Temperatur gebildet werden kann als in einem Fall, in welchem die Filmbildung unter Verwendung des Rohmateriallösungsnebels M1 durchgeführt wird.
  • Weiter werden in der Düse 12 zur Filmbildung der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 vermischt, und der Mischnebel M3 kann sicher auf eine Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 geführt werden, sodass die Produktionseffizienz des rückseitigen Passivierungsfilms 5 sicher verbessert werden kann.
  • Zu diesem Zeitpunkt werden der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 einzeln entsprechend in dem Lösungsbehälter 15 und in dem Lösungsbehälter 25, welche unabhängig voneinander vorgesehen sind, erhalten, wobei der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 erstmals in dem Reaktorbehälter 11 miteinander reagieren. Dies verhindert das Auftreten eines Reaktionsprodukts aus dem Rohmateriallösungsnebel M1 und dem Fördermittelnebel M2, welches die Bildung des rückseitigen Passivierungsfilms 5 im Zuge des Zuführens des Rohmateriallösungsnebels M1 und des Fördermittelnebels M2 in dem Lösungsbehälter 15 und in dem Lösungsbehälter 25 oder über die Pfade L1 und L2 verhindert.
  • Dementsprechend kann ein Phänomen sicher vermieden werden, bei welchem der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 unnötig miteinander reagieren, bevor im Reaktorbehälter 11 ein Filmbildungsschritt für den rückseitigen Passivierungsfilm 5 durchgeführt wird, so dass die Filmqualität des rückseitigen Passivierungsfilms 5, wie in 3 dargestellt, verbessert werden kann.
  • Außerdem hat der Mischnebel M3 eine Dichte, welche 1000-mal so hoch ist, wie die eines Gases, sodass eine Atmosphäre mit einer Dichte, welche 1000-mal so hoch ist, wie die eines gasförmigen Fördermittels, das bei dem konventionellen zweiten Verfahren verwendet wird, als Atmosphäre im Reaktorbehälter 11 vorgesehen werden kann. So kann der rückseitige Passivierungsfilm 5, welcher eine höhere Qualität aufweist als ein nach dem konventionellen zweiten Verfahren hergestellter Film, auch in einem Zustand hergestellt werden, in welchem ein Gegenstand bei niedriger Temperatur erwärmt wird.
  • Es ist zu beachten, dass es in der ersten Ausführungsform durch weiteres Zuführen des als Reaktionsfördergas dienende Ozongas G9 in den Reaktorbehälter 11, wie in 2 dargestellt, möglich ist, die Zersetzung und Oxidation einer Materialverbindung des Mischnebels M3 zu fördern. Dieser Förderungseffekt ermöglicht die Bildung des rückseitigen Passivierungsfilms 5 auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 auch in einem Zustand, in welchem ein Gegenstand bei niedriger Temperatur erwärmt wird.
  • Der oben beschriebene Effekt hinsichtlich der Filmqualität eines Metalloxidfilms (der rückseitige Passivierungsfilm 5) macht sich besonders in einem Fall bemerkbar, in dem ein in der Rohmateriallösung 14 enthaltenes metallisches Element Aluminium ist und der rückseitige Passivierungsfilm 5, der aus Aluminiumoxid zusammengesetzt ist, gebildet wird.
  • Ferner wird in einem Fall, in dem der rückseitige Passivierungsfilm 5, der aus Aluminiumoxid zusammengesetzt ist, gebildet wird, bevorzugt, dass das oben beschriebene Ammoniakwasser oder eine Lösung, die anstelle von Ammoniakwasser eine Salzsäure enthält, als Reaktionsförderlösung 24 verwendet wird.
  • <Probleme der ersten Ausführungsform>
  • Die oben beschriebene erste Ausführungsform stellt ein Verfahren dar, bei welchem: die Rohmateriallösung 14 und die Reaktionsförderlösung 24 entsprechen in dem Lösungsbehälter 15 und in dem Lösungsbehälter 25 in Nebel umwandelt werden, welche jeweils voneinander getrennt sind; der erzeugte Rohmateriallösungsnebel M1 und der erzeugte Fördermittelnebel M2 werden der in dem Reaktorbehälter 11 vorgesehenen Düse 12 über die entsprechenden, voneinander verschiedenen Pfade L1 und L2 zugeführt; und der rückseitige Passivierungsfilm 5 wird, nachdem der Mischnebel M3 in der Düse 12 erhalten wurde, gebildet.
  • Allerdings können der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 mit geringer Effizienz durch Vermischen des Rohmateriallösungsnebels M1 und des Fördermittelnebels M2 in der, in dem Reaktorbehälter 11 vorgesehenen Düse 12 vermischt werden, sodass der Mischnebel M3 möglicherweise in einen Zustand gebracht werden kann, in welchem der Mischnebel M3 wegen mangelhafter Vermischung eine gewünschte Eigenschaft nicht aufweist. In einem Fall, in dem der rückseitige Passivierungsfilm 5 unter Verwendung des in der Düse 12 erhaltenen Mischnebels M3 gebildet wird, kann es daher ein Problem sein, dass es nicht möglich ist, den rückseitigen Passivierungsfilm 5 mit hoher Qualität sicher zu erhalten.
  • Um das oben beschriebene Problem zu lösen, wird ein Verfahren zur Filmbildung für den rückseitigen Passivierungsfilm 5 nach einer zweiten Ausführungsform wie folgt konzipiert.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • 4 ist eine erklärende Ansicht, die eine Gesamtkonfiguration einer Filmbildungsvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Filmbildung für den rückseitigen Passivierungsfilm 5 nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Im Folgenden werden Komponenten, welche sich von denen in der ersten Ausführungsform unterscheiden, hauptsächlich beschrieben, während die Beschreibung von Komponenten, die denen in der Filmbildungsvorrichtung 101 der ersten Ausführungsform ähnlich sind, die in 1 und 2 gezeigt werden, gegebenenfalls weggelassen werden.
  • Wie in 4 dargestellt, liegt ein Merkmal einer Filmbildungsvorrichtung 102, die im Verfahren zur Filmbildung nach der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, in der Bereitstellung eines Mischbehälters 8 zwischen den Pfaden L1 und L2 und dem Reaktorbehälter 11. Insbesondere enthält der Mischbehälter 8 zwei Eingangsabschnitte I1 und I2 und einen Ausgangsabschnitt O3 und der Eingangsabschnitt I1 ist mit dem Pfad L1 verbunden, der Eingangsabschnitt I2 ist mit dem Pfad L2 verbunden, der Ausgangsabschnitt O3 ist mit dem Pfad L3 verbunden (dritter Pfad) und der Pfad L3 ist mit der Düse 12 in dem Reaktorbehälter 11 verbunden.
  • In der in 4 gezeigten Konfiguration werden der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 über die Pfade L1 und L2 dem Mischbehälter 8 zugeführt. Der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 werden im Mischbehälter 8 vermischt und als Mischnebel M3 über den Pfad L3 der Düse 12 in dem Reaktorbehälter 11 zugeführt und der Mischnebel M3 wird von der Düse auf eine Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 geführt.
  • Dementsprechend wird, mit dem auf dem Heizinstrument 13 angeordneten P-Typ-Siliziumsubstrat 4, der Mischnebel M3 von der Düse 12 in den unter Atmosphärendruck angeordneten Reaktorbehälter 11 geführt und der rückseitige Passivierungsfilm 5 wird auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 durch eine vorgegebene Reaktion, in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform, gebildet.
  • Als ein Ergebnis davon reagiert der Mischnebel M3 auf einer Rückseite des zu erwärmenden und unter atmosphärischem Druck angeordneten P-Typ-Siliziumsubstrats 4, so dass der rückseitige Passivierungsfilm 5 auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 gebildet wird.
  • (Herstellungsverfahren)
  • Als Nächstes wird das Verfahren zur Filmbildung für den rückseitigen Passivierungsfilm 5 (Aluminiumoxidfilm) nach der zweiten Ausführungsform beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Beschreibung der gleichen Prozesse des Verfahrens wie die in der ersten Ausführungsform entsprechend weggelassen wird.
  • Zunächst wird, in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform, das P-Typ-Siliziumsubstrat 4, das auf das Heizinstrument 13 angeordnet wird, in den Reaktorbehälter 11 geführt.
  • Anschließend erwärmt das Heizinstrument 13 das auf dem Heizinstrument 13 angeordnete P-Typ-Siliziumsubstrat 4 auf eine Filmbildungstemperatur für den rückseitigen Passivierungsfilm 5, der aus einem Aluminiumoxidfilm zusammengesetzt ist, und eine Temperatur des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 wird auf der Filmbildungstemperatur gehalten.
  • In der Zwischenzeit wird in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform ein Schritt zur Erhaltung des Rohmateriallösungsnebels (M1) durchgeführt, in dem die Rohmateriallösung 14 in einen Nebel (Zerstäubung der Rohmateriallösung 14) in dem Lösungsbehälter 15 (erster Behälter) umgewandelt wird, und ein Schritt zur Erhaltung des Fördermittelnebels M2 durchgeführt, in dem die Reaktionsförderlösung 24 in einen Nebel im Lösungsbehälter 25 (zweiter Behälter), welcher unabhängig von dem Lösungsbehälter 15 vorgesehen ist, umgewandelt wird.
  • Dann werden der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 über die unabhängig voneinander vorgesehenen Pfade L1 und L2 in den Mischbehälter 8 geführt. Danach erfolgt ein Schritt zur Erhaltung des Mischnebels M3 durch Mischen des Rohmateriallösungsnebels M1 und des Fördermittelnebels M2 in dem Mischbehälter 8. Der Mischnebel M3 wird der Düse 12 in dem Reaktorbehälter 11 über einen Nebelausgang 83O (Mischnebelausgang) und den Pfad L3 (dritter Pfad) zugeführt.
  • Anschließend wird der Mischnebel M3 von der Düse 12 auf eine Rückseite des zu erwärmenden und unter Atmosphärendruck angeordneten P-Typ-Siliziumsubstrats 4 in dem Reaktorbehälter 11 geführt. Wenn der Mischnebel M3 auf eine Rückseite des zu erwärmenden P-Typ-Siliziumsubstrats 4 gesprüht wird, wird der rückseitige Passivierungsfilm 5, der aus einem Aluminiumoxidfilm zusammengesetzt ist, auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 gebildet.
  • So wird ein Filmbildungsschritt zur Bildung des rückseitigen Passivierungsfilm 5 auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 auf eine Weise durchgeführt, dass der in dem Mischbehälter 8 erhaltene Mischnebel M3 über die Düse 12 in dem Reaktorbehälter 11 auf eine Rückseite (eine Hauptfläche) des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 geführt wird, während das P-Typ-Siliziumsubstrat 4 erwärmt wird.
  • Wie oben beschrieben, ist es möglich durch das Zuführen des aus der Vermischung im Mischbehälter 8 resultierenden Mischnebels M3 in dem unabhängig vom Mischbehälter 8 bereitgestellten Reaktorbehälter 11 zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Filmbildungsschritt durchgeführt wird, die Filmbildungsgeschwindigkeit des rückseitigen Passivierungsfilms 5 zu erhöhen und die Produktionseffizienz zu verbessern.
  • Da ferner der Mischnebel M3, welcher eine Vermischung aus dem Rohmateriallösungsnebel M1 und dem Fördermittelnebel M2 ist, in dem Mischbehälter 8 zu einem Zeitpunkt erhalten wird, zu dem vor einem Filmbildungsschritt ein Schritt zur Erzeugung des Mischnebels M3 durchgeführt wird, kann der Mischnebel M3 in einem Zustand, in welchem der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 zufriedenstellend miteinander reagieren, stabil erhalten werden. Als ein Ergebnis kann die Filmqualität des rückseitigen Passivierungsfilms 5, welcher in einem Filmbildungsschritt gebildet wird, verbessert werden.
  • Darüber hinaus werden entsprechend in dem Lösungsbehälter 15 und in dem Lösungsbehälter 25, welche unabhängig voneinander vorgesehen sind, der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 erhalten, und der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 reagieren im Mischbehälter 8 erstmals miteinander. Dementsprechend wird ein Phänomen, das in der in 7 gezeigten konventionellen Filmbildungsvorrichtung 200 auftritt, bei der welcher Rohmateriallösungsnebel M1 (Rohmateriallösung 18) und der Fördermittelnebel M2 (Reaktionsförderlösung 24) unnötigerweise miteinander reagieren, bevor ein Schritt zur Erzeugung des Mischnebels M3 erfolgt, sicher vermieden, sodass die Filmqualität des rückseitigen Passivierungsfilms 5 hochgehalten werden kann.
  • Es ist zu beachten, dass auch die Filmbildungsvorrichtung 102 der zweiten Ausführungsform, wie die Filmbildungsvorrichtung 101 der ersten Ausführungsform, eine Konfiguration verwenden kann, in welcher das Ozongas G9 der Düse 12 zugeführt wird und das Ozongas G9 zusätzlich zu dem Mischnebel M3 auf eine Rückseite des P-Typs-Siliziumsubstrats 4 von der Düse 12 geführt wird.
  • (Aufbau des Mischbehälters 8)
  • 5 ist eine erklärende Ansicht, die Details eines Aufbaus des Mischbehälters 8, wie in 4 dargestellt, zeigt, während 5(a) eine Draufsicht und 5(b) eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 5(a) ist. In jedem der 5(a) und 5(b) ist ein X-, Y-, Z-Rechteck-Koordinatensystem gezeigt.
  • Wie in 5 dargestellt, besteht der Mischbehälter 8 aus einem Behälterkörper 80, Nebelzuführungen 81 und 82 (erste und zweite Nebelzuführung) und einer Nebelabsaugeinrichtung 83.
  • Der Behälterkörper 80 hat eine zylindrische Form, in welchem ein Raum gebildet ist. Jeder Bereich innerhalb einer kreisförmigen gestrichelten Linie in 5(a) und ein Bereich innerhalb einer rechteckigen gestrichelten Linie in 5(b) zeigt einen Raum an, der innerhalb des Behälterkörpers 80 gebildet ist.
  • Andererseits wird die hohle, zylindrisch geformte Nebelabsaugeinrichtung 83 derart angeordnet, dass sie über eine Öffnung, die in einer oberen Oberfläche des Behälterkörpers 80 vorgesehen ist, in den Behälterkörper 80 eingeführt wird. In dem Zusammenhang wird mit dem Einsetzen der Nebelabsaugeinrichtung 83 in die vorgenannte Öffnung ein Abstand zwischen der Nebelabsaugeinrichtung 83 und dem Behälterkörper 80 verschlossen. Darüber hinaus dient ein Hohlabschnitt innerhalb der Nebelabsaugeinrichtung 83 als ein innerer Pfad R83.
  • Die Nebelabsaugeinrichtung 83 wird durch eine obere Oberfläche des Behälterkörpers 80 eingesetzt, und der Nebelausgangsanschluss 83O (entsprechend dem Ausgangsabschnitt O3 in 4) in einer oberen Öffnung auf einer oberen Seite (auf einer Seite in +Z-Richtung) befindet sich außerhalb des Behälterkörpers 80, während sich der Nebeleingangsanschluss 83I (ein Mischnebeleingangsanschluss) in einer unteren Öffnung auf einer unteren Seite (auf einer Seite in –Z-Richtung) innerhalb des Behälterkörpers 80 befindet. Die Nebelabsaugeinrichtung 83 ist in einer vorgegebenen Höhe über einer Bodenfläche des Behälterkörpers 80 angeordnet. Wie in 5(a) dargestellt, ist auch die Nebelabsaugeinrichtung 83 in einem zentralen Abschnitt des Behälterkörpers 80 in Draufsicht vorgesehen.
  • Die in der oben beschriebenen Weise konfigurierte Nebelabsaugeinrichtung 83 nimmt den im Behälterkörper 80 erhaltenen Mischnebel M3 vom Nebeleingangsanschluss 83I auf, lässt den Mischnebel M3 durch den inneren Pfad R83 passieren und extrahiert den Mischnebel M3 am Nebelausgangsanschluss 83O (Mischnebelausgangsanschluss). Der Mischnebel M3 Ausgang vom Nebelausgangsanschluss 83O der Nebelabsaugeinrichtung 83 wird über den Pfad L3 in den Reaktorbehälter 11 geführt.
  • Dann bildet ein Raum zwischen einer inneren Seitenfläche (kreisförmiger Abschnitt, der durch eine gestrichelte Linie in 5 gekennzeichnet ist) des Behälterkörpers 80 und eine äußere Seitenfläche der Nebelabsaugeinrichtung 83 einen äußeren Pfad R80 (Mischpfad), der in der Draufsicht die Form eines Umfangs, wie in 5(a) dargestellt, hat.
  • Auch die Nebelzuführungen 81 und 82, die darin jeweils einen Hohlabschnitt aufweisen, sind in einer Seitenfläche des Behälterkörpers 80 derart vorgesehen, um den Rohmateriallösungsnebel M1 und den Fördermittelnebel M2 entlang einer Tangente einer inneren Seitenfläche des Behälterkörpers 80 zuführen. Die Nebeleingangsanschlüsse 81I und 82I (entsprechend den Eingangsabschnitten I1 und I2 in 4), welche jeweils die Enden der Nebelzuführungen 81 und 82 auf einer äußeren Seite in Bezug auf den Behälterkörper 80 sind, sind mit den Pfaden L1 und L2 verbunden.
  • Insbesondere, wie in 5(a) dargestellt, ist die Nebelzuführung 81 in der Nähe eines obersten Punktes (in einer +Y-Richtung) des Behälterkörpers 80 in der Draufsicht derart vorgesehen, um sich parallel zu einer X-Richtung zu erstrecken, und der Rohmateriallösungsnebel M1 wird entlang einer –X-Richtung (entlang einer Tangente in der Nähe des vorgenannten obersten Punktes P) geführt. Ähnlich ist die Nebelzuführung 82 in der Nähe eines untersten Punktes (in einer –Y-Richtung) des Behälterkörpers 80 in der Draufsicht derart vorgesehen, um sich parallel zu einer X-Richtung zu erstrecken, und der Fördermittelnebel M2 wird entlang einer +X-Richtung (entlang einer Tangente des vorgenannten untersten Punktes) geführt.
  • Die Nebelzuführungen 81 und 82 sind auf der gleichen Höhe (eine Höhe in einer Z-Richtung), wie in einer Seitenfläche des Behälterkörpers 80 ausgebildet, angeordnet und der Nebelzuführungsanschluss 83I ist wie ausgebildet auf einer Höhe angeordnet, welche niedriger ist als die der Nebelzuführungen 81 und 82.
  • Aufgrund des in 5 gezeigten Aufbaus des Mischbehälters 8 kann das Verfahren zur Filmbildung für den rückseitigen Passivierungsfilm 5 nach der zweiten Ausführungsform nachfolgende Effekte hervorrufen.
  • In einem Schritt der Erzeugung des Mischnebels M3 im Mischbehälter 8 wird der Mischnebel M3 auf eine Weise erhalten, dass der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 miteinander vermischt werden, während sie im äußeren Pfad R80 zirkulieren, sodass der Mischnebel M3 mit einer gewünschten Eigenschaft sicherer erhalten werden kann als in einer solchen Konfiguration, in welcher der Mischnebel M3 in der Düse 12, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, erhalten wird.
  • Zusätzlich wird eine Höhendifferenz zwischen den Nebelzuführungen 81 und 82 (erste und zweite Nebelzuführung) und dem Nebeleingangsanschluss 83I (Mischnebeleingangsanschluss) geschaffen, so dass der äußere Pfad R80 mit einer Pfadlänge, welche groß genug ist, um den Mischnebel M3 durch Vermischung aus dem Rohmateriallösungsnebel M1 und dem Fördermittelnebel M2 zu erhalten, gesichert werden kann.
  • Das heißt, in dem äußeren Pfad R80 ist es möglich, eine Reaktionszeit sicher zu haben, welche ausreicht, um den Mischnebel M3 mit einer gewünschten Eigenschaft in dem Verlauf zu erhalten, während welchem sich der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 von den Nebelzuführungen 81 und 82 in Richtung des Nebeleingangsanschlusses 83I auf einer unteren Seite bewegen.
  • Obwohl es in der Zwischenzeit bevorzugt ist, dass die Nebelzuführungen 81 und 82 die gleiche Höhe aufweisen, wie in einer Seitenfläche des Behälterkörpers 80 ausgebildet wird, sogar wenn die Nebelzuführungen 81 und 82 wie ausgebildet in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind, wird eine ausreichende Höhendifferenz zwischen einer der Nebelzuführungen 81 und 82, welche niedriger ist, und dem Nebeleingangsanschluss 83I (eine Höhendifferenz, welche eine ausreichende Reaktionszeit gewährleisten kann, um den Mischnebel M3 zu erhalten) sichergestellt, ist es möglich die gleichen Effekte zu erhalten.
  • Weiter kann in dem äußeren Pfad R80, welcher in Umfangsform in der Draufsicht durch einen Raum zwischen einer inneren Seitenfläche des Behälterkörpers 80 und einer äußeren Seitenfläche der Nebelabsaugeinrichtung 83 ausgebildet ist, der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 unter Rotation gerührt werden. Mit anderen Worten, der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 können auf einer unteren Seite zum Nebeleingangsanschluss 83I geführt werden, während sie in der Draufsicht gegen den Uhrzeigersinn rotiert und gerührt werden.
  • Als eine Konsequenz kann im äußeren Pfad R80 der Mischnebel M3, in welchem der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 effizient vermischt werden, erhalten werden.
  • Es ist zu beachten, dass in der zweiten Ausführungsform ein Aufbau eingesetzt wird, in welchem jeweils eine innere Seitenfläche des Behälterkörpers 80 und eine äußere Seitenfläche der Nebelabsaugeinrichtung 83 eine kreisförmige Form aufweist und der äußere Pfad R80 in Umfangsrichtung in Draufsicht vorgesehen ist. Anstelle dieses Aufbaus kann ein Aufbau eingesetzt werden, bei welchem jede einer inneren Seitenfläche des Behälterkörpers 80 und einer äußeren Seitenfläche der Nebelabsaugeinrichtung 83 eine Form eines Polygons (bevorzugt eine Form eines regelmäßigen Polygons) mit fünf oder mehr Liniensegmenten aufweist und ein äußerer Pfad entlang des polygonförmigen Umfangs in Draufsicht vorgesehen ist, und ein solcher Aufbau kann die gleichen Effekte erreichen.
  • Weiter sind die Nebelzuführungen 81 und 82 in einer Seitenfläche des Behälterkörpers 80 derart vorgesehen, um den Rohmateriallösungsnebel M1 und den Fördermittelnebel M2 entlang einer Tangente in einer inneren Seitenfläche des Behälterkörpers 80 zuführen. Dementsprechend lassen sich der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 von Beginn das Zuführen davon aus den Nebelzuführungen 81 und 82 in dem äußeren Pfad R80 effizient rotieren, sodass der Mischnebel M3, in welchem der Rohmateriallösungsnebel M1 und der Fördermittelnebel M2 effizienter vermischt werden, erhalten werden kann.
  • <Anderes>
  • Es ist zu beachten, dass, obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen ein Beispiel beschreiben, in welchem der rückseitige Passivierungsfilm 5 auf einer Rückseite des P-Typ-Siliziumsubstrats 4 in einem Herstellungsverfahren für eine Solarzelle hergestellt wird, als Verfahren zur Filmbildung zur Bildung eines Metalloxidfilms auf einer Hauptoberfläche eines Substrats, das oben beschriebene Beispiel natürlich keine Einschränkung darstellt. Beispielsweise kann ein isolierendes Substrat wie zum Beispiel ein Glassubstrat als ein anderes Substrat als das P-Typ-Siliziumsubstrat 4 verwendet werden, und ein Metalloxidfilm kann für einen anderen Zweck als den Zweck der Verwendung als Passivierungsfilm gebildet werden. Mit anderen Worten ist die vorliegende Erfindung im Allgemeinen auf ein Verfahren zur Metalloxidfilmbildung anwendbar, bei der ein Metalloxidfilm auf einer Hauptoberfläche eines Substrats unter Verwendung eines Nebelverfahrens gebildet wird und Effekte der Leistungsverbesserung eines Metalloxidfilms, wie zum Beispiel eines Aluminiumoxidfilms selbst, hervorruft.
  • Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen Aluminium als Metallquelle der Rohmateriallösung 14 beschreiben, kann jede Materiallösung, in welcher Metallsalz, ein Metallkomplex oder eine Metallalkoxidverbindung gelöst ist, verwendet werden, und eine in der Rohmateriallösung 14 enthaltene Metallquelle kann in Abhängigkeit von jeder Verwendung eines zu bildenden Metalloxidfilms, welches zu bilden ist, beliebig gewählt werden. Als eine Metallquelle kann eine andere als Aluminium (Al), Titan (Ti), Zink (Zn), Indium (In) und Zinn (SN) oder alternativ kann beispielsweise mindestens einer der vorgenannten Stoffe eingesetzt werden.
  • Obwohl die Nebelzuführungen 81 und 82 entsprechend für den Rohmateriallösungsnebel M1 und den Fördermittelnebel M2 vorgesehen sind, kann anstelle der Nebelzuführungen 81 und 82 eine einzige gemeinsame Nebelzuführung vorgesehen werden, welche sowohl den Rohmateriallösungsnebel M1 als auch den Fördermittelnebel M2 gemeinsam aufnimmt und die Nebel von der gleichen Position aus in den äußeren Pfad R80 eingeführt.
  • Während die Erfindung gezeigt und ausführlich beschrieben wurde, ist die vorstehende Beschreibung in allen Aspekten illustrativ und nicht einschränkend. Es versteht sich daher von selbst, dass zahlreiche Änderungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsumfang abzuweichen. Mit anderen Worten können in der vorliegenden Erfindung die entsprechenden Ausführungsformen frei kombiniert werden, und jede der Ausführungsformen kann im Rahmen der Erfindung entsprechend geändert oder weggelassen werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 4
    P-Typ-Substrat
    5
    rückseitiger Passivierungsfilm
    8
    Mischbehälter
    11
    Reaktorbehälter
    12
    Düse
    13
    Heizinstrument
    14
    Rohmateriallösung
    15, 25
    Lösungsbehälter
    16, 26
    Nebelbilder
    24
    Reaktionsförderlösung
    80
    Behälterkörper
    81, 82
    Nebelzuführung
    83
    Nebelabsaugeinrichtung
    101, 102
    Filmbildungsvorrichtung
    L1–L3
    Pfad
    R80
    äußerer Pfad

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Metalloxidschicht mit folgenden Schritten: (a) Umwandeln einer Rohmateriallösung (14) mit einem metallischen Element in einen Nebel, um einen Rohmateriallösungsnebel (M1) zu erhalten, in einem Behälter (15); (b) Umwandeln einer Reaktionsförderlösung (24) mit einem Reaktionsfördermittel für das metallische Element in einen Nebel, um einen Fördermittelnebel (M2) zu erhalten, in einem zweiten Behälter (25), der unabhängig von dem ersten Behälter vorgesehen ist; (c) Vermischen des Rohmateriallösungsnebels und des Fördermittelnebels in einem Mischbehälter (8), welcher den Rohmateriallösungsnebel und den Fördermittelnebel über einen ersten und zweiten Pfad (L1, L2) aufnimmt, welche unabhängig voneinander vorgesehen sind, um einen Mischnebel (M3) zu erhalten; und (d) Zuführen des in dem Schritt (c) erhaltenen Mischnebels auf eine Hauptoberfläche eines Substrats in einem Reaktorbehälter, während das Substrat (4) erhitzt wird, um eine Metalloxidschicht mit dem metallischen Element auf der einen Hauptoberfläche des Substrats auszubilden.
  2. Verfahren zur Herstellung einer Metalloxidschicht gemäß Anspruch 1, wobei der Mischbehälter folgendes enthält: einen Behälterkörper (80); eine erste und zweite Nebelzuführung (81, 82), welche mit dem ersten und zweiten Pfad verbunden sind und derart konfiguriert sind, um den Rohmateriallösungsnebel und den Fördermittelnebel in den Behälterkörper zu führen; und eine Nebelabsaugeinrichtung (83), welche einen Mischnebeleingangsanschluss (83I), der innerhalb des Behälterkörpers vorgesehen ist, und einen Mischnebelausgangsanschluss (83O), der außerhalb des Behälterkörpers vorgesehen ist, enthält und derart konfiguriert ist, um den Mischnebel von dem Mischnebeleingangsanschluss aufzunehmen und an dem Mischnebelausgangsanschluss abzusaugen, wobei der Mischnebel, der von dem Mischnebelausgangsanschluss vorgesehen ist, über einen dritten Pfad (L3) in den Reaktorbehälter geführt wird, und der Behälterkörper einen Mischpfad (R80) enthält, der derart konfiguriert ist, um den Rohmateriallösungsnebel und den Fördermittelnebel, welche von der ersten und zweiten Nebelzuführung zugeführt werden, zu dem Mischnebeleingangsanschluss zu führen, während der Rohmateriallösungsnebel und der Fördermittelnebel zirkulieren.
  3. Verfahren zur Herstellung einer Metalloxidschicht gemäß Anspruch 2, wobei die erste und zweite Nebelzuführung, wie sie in dem Behälterkörper ausgebildet sind, auf der gleichen Höhe vorgesehen sind, und der Mischnebeleingangsanschluss, wie er ausgebildet ist, auf einer Höhe vorgesehen ist, die niedriger als die der ersten und zweiten Nebelzuführung ausgebildet ist.
  4. Verfahren zur Herstellung einer Metalloxidschicht gemäß Anspruch 3, wobei der Behälterkörper eine zylindrische Form hat, die Nebelabsaugeinrichtung in Draufsicht in einem zentralen Abschnitt des Behälterkörpers, eine zylindrische Form mit einem hohlen Abschnitt aufweisend, den Mischnebeleingangsanschluss in einer unteren Oberfläche enthaltend und den Mischnebelausgangsanschluss in einer oberen Oberfläche enthaltend, vorgesehen ist, und der Mischpfad in Draufsicht in einer Umfangsform durch einen Raum zwischen einer inneren Seitenfläche des Behälterkörpers und einer äußeren Seitenfläche der Nebelabsaugeinrichtung ausgebildet ist.
  5. Verfahren zur Herstellung einer Metalloxidschicht gemäß Anspruch 4, wobei die erste und zweite Nebelzuführung so vorgesehen ist, um den Rohmateriallösungsnebel und den Fördermittelnebel entlang einer Tangente der inneren Seitenfläche des Behälterkörpers zuführen.
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