JP2013026476A - P-type diffusion layer forming composition, manufacturing method of p-type diffusion layer, and manufacturing method of solar cell element - Google Patents

P-type diffusion layer forming composition, manufacturing method of p-type diffusion layer, and manufacturing method of solar cell element Download PDF

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剛 野尻
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洋一 町井
Mitsunori Iwamuro
光則 岩室
Akihiro Oda
明博 織田
Tetsuya Sato
鉄也 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a p-type diffusion layer forming composition, a manufacturing method of a p-type diffusion layer, and a manufacturing method of a solar cell element, capable of forming a p-type diffusion layer while suppressing roughening of a substrate surface, without generating internal stress of a silicon substrate and warpage of a substrate in a manufacturing process of a solar cell element using a semiconductor substrate.SOLUTION: The p-type diffusion layer forming composition contains silicon particles, dispersion media, and glass powders containing acceptor elements. A p-type diffusion layer and a solar cell element having the same can be manufactured by coating the p-type diffusion layer forming composition and treating with thermal diffusion.

Description

本発明は、太陽電池素子のp型拡散層形成組成物、p型拡散層の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a p-type diffusion layer forming composition for a solar cell element, a method for producing a p-type diffusion layer, and a method for producing 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、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(POCl)、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。この従来の方法では、混合ガスを用いてリンの拡散を行うため、表面のみならず、側面、裏面にもn型拡散層が形成される。そのため、側面のn型拡散層を除去するためのサイドエッチングを行う。また、裏面のn型拡散層はp型拡散層へ変換する必要があり、裏面にアルミペーストを印刷し、これを焼成して、n型拡散層をp型拡散層にするのと同時に、オーミックコンタクトを得ている。
The manufacturing process of the conventional silicon solar cell element is demonstrated.
First, a p-type silicon substrate having a textured structure is prepared so as to promote the light confinement effect and achieve high efficiency, and then 800 to 900 ° C. in a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen and oxygen. The n-type diffusion layer is uniformly formed by performing several tens of minutes. In this conventional method, since phosphorus is diffused using a mixed gas, n-type diffusion layers are formed not only on the surface but also on the side surface and the back surface. Therefore, side etching is performed to remove the n-type diffusion layer on the side surface. Further, the back surface of the n-type diffusion layer must be converted into the p + -type diffusion layer, an aluminum paste is printed on the back, by firing this, the n-type diffusion layer at the same time as the p + -type diffusion layer , Got ohmic contact.

しかしながら、アルミペーストから形成されるアルミ層は導電率が低く、シート抵抗を下げるために、通常裏面全面に形成したアルミ層は焼成後において10μm〜20μmほどの厚みを有していなければならない。さらに、シリコンとアルミニウムでは熱膨張率が大きく異なることから、焼成および冷却の過程で、シリコン基板中に大きな内部応力を発生させ、結晶粒界のダメージ、結晶欠陥増長及び反りの原因となる。   However, the aluminum layer formed from the aluminum paste has low conductivity, and the aluminum layer generally formed on the entire back surface must have a thickness of about 10 μm to 20 μm after firing in order to reduce sheet resistance. Furthermore, since the thermal expansion coefficients of silicon and aluminum differ greatly, a large internal stress is generated in the silicon substrate during the firing and cooling processes, causing damage to crystal boundaries, increasing crystal defects, and warping.

この問題を解決するために、ペースト組成物の塗布量を減らし、裏面電極層を薄くする方法がある。しかしながら、ペースト組成物の塗布量を減らすと、p型シリコン半導体基板の表面から内部に拡散するアルミニウムの量が不十分となる。その結果、所望のBSF(Back Surface Field)効果(p型層の存在により生成キャリアの収集効率が向上する効果)を達成することができないため、太陽電池の特性が低下するという問題が生じる。 In order to solve this problem, there is a method of reducing the coating amount of the paste composition and thinning the back electrode layer. However, when the application amount of the paste composition is reduced, the amount of aluminum diffusing from the surface of the p-type silicon semiconductor substrate becomes insufficient. As a result, the desired BSF (Back Surface Field) effect (the effect of improving the collection efficiency of the generated carriers due to the presence of the p + -type layer) cannot be achieved, resulting in a problem that the characteristics of the solar cell deteriorate.

そこで、例えば、アルミニウム粉末と、有機質ビヒクルと、熱膨張率がアルミニウムよりも小さく、かつ、溶融温度、軟化温度および分解温度のいずれかがアルミニウムの融点よりも高い無機化合物粉末とを含むペースト組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, for example, a paste composition comprising aluminum powder, an organic vehicle, and an inorganic compound powder having a thermal expansion coefficient smaller than that of aluminum and any one of a melting temperature, a softening temperature and a decomposition temperature higher than the melting point of aluminum. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2003−223813号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-223813

しかしながら、特許文献1に記載のペースト組成物を用いた場合でも充分に反りを抑制することができない場合があった。
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、半導体基板を用いた太陽電池素子の製造工程において、基板表面の粗面化を抑制しつつ、基板中の内部応力、基板の反りを発生させることなくp型拡散層を形成することが可能なp型拡散層形成組成物、p型拡散層の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法の提供を課題とする。
However, even when the paste composition described in Patent Document 1 is used, there is a case where warpage cannot be sufficiently suppressed.
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and in the manufacturing process of a solar cell element using a semiconductor substrate, while suppressing the roughening of the substrate surface, internal stress in the substrate, It is an object of the present invention to provide a p-type diffusion layer forming composition capable of forming a p-type diffusion layer without causing warpage, a method for producing a p-type diffusion layer, and a method for producing a solar cell element.

前記課題を解決する手段は以下の通りである。
<1> アクセプタ元素を含むガラス粉末と、ケイ素粒子と、分散媒と、を含有するp型拡散層形成組成物。
<2> 前記アクセプタ元素が、B(ほう素)、Al(アルミニウム)及びGa(ガリウム)から選択される少なくとも1種である前記<1>に記載のp型拡散層形成組成物。
<3> 前記アクセプタ元素を含むガラス粉末が、B、Al及びGaから選択される少なくとも1種のアクセプタ元素含有物質と、SiO、KO、NaO、LiO、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V、SnO、ZrO、及びMoOから選択される少なくとも1種のガラス成分物質と、を含有する前記<1>又は<2>に記載のp型拡散層形成組成物。
Means for solving the problems are as follows.
<1> A p-type diffusion layer forming composition containing glass powder containing an acceptor element, silicon particles, and a dispersion medium.
<2> The p-type diffusion layer forming composition according to <1>, wherein the acceptor element is at least one selected from B (boron), Al (aluminum), and Ga (gallium).
<3> The glass powder containing the acceptor element is at least one acceptor element-containing material selected from B 2 O 3 , Al 2 O 3, and Ga 2 O 3 , and SiO 2 , K 2 O, and Na 2 O. And at least one glass component selected from Li 2 O, BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V 2 O 5 , SnO, ZrO 2 , and MoO 3. The p-type diffusion layer forming composition according to <1> or <2>.

<4> 半導体基板上に、前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のp型拡散層形成組成物を塗布する工程と、
熱拡散処理を施す工程と、
を有するp型拡散層の製造方法。
<5> 半導体基板上に、前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のp型拡散層形成組成物を塗布する工程と、
熱拡散処理を施して、p型拡散層を形成する工程と、
形成されたp型拡散層上に電極を形成する工程と、
を有する太陽電池素子の製造方法。
<4> A step of applying the p-type diffusion layer forming composition according to any one of <1> to <3> on a semiconductor substrate;
A step of applying a thermal diffusion treatment;
The manufacturing method of the p-type diffused layer which has this.
<5> A step of applying the p-type diffusion layer forming composition according to any one of <1> to <3> on a semiconductor substrate;
Applying a thermal diffusion treatment to form a p-type diffusion layer;
Forming an electrode on the formed p-type diffusion layer;
The manufacturing method of the solar cell element which has this.

本発明によれば、半導体基板を用いた太陽電池素子の製造工程において、基板表面の粗面化を抑制しつつ、基板中の内部応力、基板の反りを発生させることなくp型拡散層を形成することが可能となる。   According to the present invention, in a manufacturing process of a solar cell element using a semiconductor substrate, a p-type diffusion layer is formed without generating internal stress and warping of the substrate while suppressing roughening of the substrate surface. It becomes possible to do.

まず、本発明のp型拡散層形成組成物について説明し、次にp型拡散層形成組成物を用いるp型拡散層及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について言及する場合、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 p-type diffusion layer forming composition of the present invention will be described, and then a p-type diffusion layer using the p-type diffusion layer forming composition and a method for producing a solar cell element 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, when referring to the amount of each component in the composition in the present specification, when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition, the plurality of the components present in the composition unless otherwise specified. It means the total amount of substance.

本発明のp型拡散層形成組成物は、少なくともアクセプタ元素を含むガラス粉末(以下、単に「ガラス粉末」と称する場合がある)と、ケイ素粒子と、分散媒とを含有し、更に塗布性などを考慮してその他の添加剤を必要に応じて含有してもよい。
ここで、p型拡散層形成組成物とはアクセプタ元素を含むガラス粉末を含有し、シリコン基板に塗布した後にこのアクセプタ元素を熱拡散することでp型拡散層を形成することが可能な材料をいう。アクセプタ元素をガラス粉末中に含むp型拡散層形成組成物を用いることで、p型拡散層形成工程とオーミックコンタクト形成工程とを分離でき、オーミックコンタクト形成のための電極材の選択肢が広がるとともに、電極の構造の選択肢も広がる。
例えば銀等の低抵抗材を電極に用いれば薄い膜厚で低抵抗が達成できる。また、電極も全面に形成する必要はなく、櫛型等の形状のように部分的に形成してもよい。以上のように薄膜あるいは櫛型形状等の部分的形状にすることで、シリコン基板中の内部応力、基板の反りの発生を抑えながらp型拡散層を形成することが可能となる。
The p-type diffusion layer forming composition of the present invention contains at least an acceptor element-containing glass powder (hereinafter sometimes simply referred to as “glass powder”), silicon particles, and a dispersion medium, and further has coating properties and the like. In consideration of the above, other additives may be contained as necessary.
Here, the p-type diffusion layer forming composition includes a glass powder containing an acceptor element, and a material capable of forming a p-type diffusion layer by thermally diffusing the acceptor element after being applied to a silicon substrate. Say. By using the p-type diffusion layer forming composition containing the acceptor element in the glass powder, the p + -type diffusion layer forming step and the ohmic contact forming step can be separated, and the choice of electrode materials for forming the ohmic contact is expanded. The choice of electrode structure is also widened.
For example, if a low resistance material such as silver is used for the electrode, a low resistance can be achieved with a thin film thickness. Further, the electrodes need not be formed on the entire surface, and may be partially formed like a comb shape. As described above, by forming a partial shape such as a thin film or a comb shape, it is possible to form a p-type diffusion layer while suppressing the occurrence of internal stress in the silicon substrate and warping of the substrate.

したがって、本発明のp型拡散層形成組成物を適用すれば、従来広く採用されている方法、つまりアルミペーストを印刷し、これを焼成してn型拡散層をp型拡散層にするのと同時にオーミックコンタクトを得る方法では発生してしまう基板中の内部応力及び基板の反りの発生が抑制される。
さらにガラス粉末中のアクセプタ成分は焼成中でも揮散しにくいため、揮散ガスの発生によって所望の領域以外にまでp型拡散層が形成されるということが抑制される。
Therefore, if the p-type diffusion layer forming composition of the present invention is applied, a conventionally widely employed method, that is, printing an aluminum paste and firing it to turn the n-type diffusion layer into a p + -type diffusion layer. At the same time, the internal stress in the substrate and the warpage of the substrate that are generated by the method of obtaining the ohmic contact are suppressed.
Furthermore, since the acceptor component in the glass powder is not easily volatilized even during firing, the formation of a p-type diffusion layer other than the desired region due to the generation of the volatilizing gas is suppressed.

さらに本発明のp型拡散層形成組成物にはケイ素粒子が含まれるため、溶融したガラス層と半導体基板との接触面積が低減する。これにより溶融したガラスと半導体基板表面の反応による表面の粗面化を抑制でき、ガラス層除去において優れたエッチング特性を示す。さらにアクセプタ元素の拡散性に優れる。   Furthermore, since the p-type diffusion layer forming composition of the present invention contains silicon particles, the contact area between the molten glass layer and the semiconductor substrate is reduced. As a result, surface roughening due to the reaction between the molten glass and the surface of the semiconductor substrate can be suppressed, and excellent etching characteristics can be obtained in removing the glass layer. Furthermore, the diffusibility of the acceptor element is excellent.

本発明に係るアクセプタ元素を含むガラス粉末について、詳細に説明する。
アクセプタ元素とは、シリコン基板中にドーピングさせることによってp型拡散層を形成することが可能な元素である。アクセプタ元素としては第13族の元素が使用でき、例えばB(ほう素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)等が挙げられる。
The glass powder containing the acceptor element according to the present invention will be described in detail.
An acceptor element is an element that can form a p-type diffusion layer by doping into a silicon substrate. As the acceptor element, a Group 13 element can be used, and examples thereof include B (boron), Al (aluminum), and Ga (gallium).

アクセプタ元素をガラス粉末に導入するために用いるアクセプタ元素含有物質としては、B、Al、及びGaが挙げられ、B、Al及びGaから選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。 Examples of the acceptor element-containing material used for introducing the acceptor element into the glass powder include B 2 O 3 , Al 2 O 3 , and Ga 2 O 3 , and B 2 O 3 , Al 2 O 3, and Ga 2 O. It is preferable to use at least one selected from 3 .

また、アクセプタ元素を含むガラス粉末は、必要に応じて成分比率を調整することによって、溶融温度、軟化温度、ガラス転移温度、化学的耐久性等を制御することが可能である。更に以下に記す、ガラス成分物質を含むことが好ましい。
ガラス成分物質としては、SiO、KO、NaO、LiO、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V、SnO、ZrO、WO、MoO、MnO、La、Nb、Ta、Y、TiO、GeO、TeO及びLu等が挙げられ、SiO、KO、NaO、LiO、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V、SnO、ZrO及びMoOから選択される少なくとも1種を用いることが、好ましい。
Moreover, the glass powder containing an acceptor element can control a melting temperature, a softening temperature, a glass transition temperature, chemical durability, etc. by adjusting a component ratio as needed. Furthermore, it is preferable to contain the glass component substance described below.
Examples of glass component materials include SiO 2 , K 2 O, Na 2 O, Li 2 O, BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V 2 O 5 , SnO, ZrO 2 , WO 3 , Examples include MoO 3 , MnO, La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , Y 2 O 3 , TiO 2 , GeO 2 , TeO 2, and Lu 2 O 3. SiO 2 , K 2 O, It is preferable to use at least one selected from Na 2 O, Li 2 O, BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V 2 O 5 , SnO, ZrO 2 and MoO 3 .

アクセプタ元素を含むガラス粉末の具体例としては、前記アクセプタ元素含有物質と前記ガラス成分物質の双方を含む系が挙げられ、B−SiO系(アクセプタ元素含有物質−ガラス成分物質の順で記載、以下同様)、B−ZnO系、B−PbO系、B単独系等のアクセプタ元素含有物質としてBを含む系、Al−SiO系等のアクセプタ元素含有物質としてAlを含む系、Ga−SiO系、系等のアクセプタ元素含有物質としてGaを含む系などのガラス粉末が挙げられる。
また、Al−B系、Ga−B系等のように、2種類以上のアクセプタ元素含有物質を含むガラス粉末でもよい。
上記では1成分ガラスあるいは2成分を含む複合ガラスを例示したが、B−SiO−NaO等、3成分以上の物質を含むガラス粉末でもよい。
Specific examples of the glass powder containing an acceptor element include a system containing both the acceptor element-containing substance and the glass component substance, and a B 2 O 3 —SiO 2 system (in order of acceptor element-containing substance—glass component substance). And the same applies hereinafter), B 2 O 3 —ZnO system, B 2 O 3 —PbO system, B 2 O 3 single system, etc., a system containing B 2 O 3 as an acceptor element-containing substance, Al 2 O 3 —SiO 2 system including for Al 2 O 3 acceptor element-containing substance such as 2-based, Ga 2 O 3 -SiO 2 systems include glass powder, such as systems including Ga 2 O 3 as the acceptor element-containing substance in the system or the like.
Further, Al 2 O 3 -B 2 O 3 system, Ga 2 O 3 -B as 2 O 3 system or the like, may be a glass powder containing two or more acceptor element-containing material.
In the above, a single component glass or a composite glass containing two components is exemplified, but a glass powder containing three or more components such as B 2 O 3 —SiO 2 —Na 2 O may be used.

ガラス粉末中のガラス成分物質の含有比率は、溶融温度、軟化温度、ガラス転移温度、化学的耐久性を考慮して適宜設定することが望ましく、一般には、0.1質量%以上95質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上90質量%以下であることがより好ましい。   The content ratio of the glass component substance in the glass powder is preferably set as appropriate in consideration of the melting temperature, the softening temperature, the glass transition temperature, and the chemical durability, and is generally 0.1% by mass to 95% by mass. It is preferable that it is 0.5 mass% or more and 90 mass% or less.

ガラス粉末の軟化温度は、拡散処理時の拡散性、液だれの観点から、200℃〜1000℃であることが好ましく、300℃〜900℃であることがより好ましい。   The softening temperature of the glass powder is preferably 200 ° C. to 1000 ° C., more preferably 300 ° C. to 900 ° C., from the viewpoints of diffusibility during the diffusion treatment and dripping.

ガラス粉末の形状としては、略球状、扁平状、ブロック状、板状、および鱗片状等が挙げられ、p型拡散層形成組成物とした場合の基板への塗布性や均一拡散性の点から略球状、扁平状、または板状であることが望ましい。ガラス粉末の粒径は、50μm以下であることが望ましい。50μm以下の粒径を有するガラス粉末を用いた場合には、平滑な塗膜が得られやすい。更に、ガラス粉末の粒径は10μm以下であることがより望ましい。なお、下限は特に制限されないが、0.01μm以上であることが好ましい。
ここで、ガラスの粒径は、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。
Examples of the shape of the glass powder include a substantially spherical shape, a flat shape, a block shape, a plate shape, a scale shape, and the like. From the viewpoint of applicability to a substrate and uniform diffusibility when a p-type diffusion layer forming composition is used. It is desirable to have a substantially spherical shape, flat shape, or plate shape. The particle size of the glass powder is desirably 50 μm or less. When glass powder having a particle size of 50 μm or less is used, a smooth coating film is easily obtained. Further, the particle size of the glass powder is more preferably 10 μm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 0.01 μm or more.
Here, the particle diameter of glass represents a volume average particle diameter, and can be measured by a laser scattering diffraction method particle size distribution measuring apparatus or the like.

アクセプタ元素を含むガラス粉末は、以下の手順で作製される。
最初に原料を秤量し、るつぼに充填する。るつぼの材質としては白金、白金―ロジウム、イリジウム、アルミナ、石英、炭素等が挙げられるが、溶融温度、雰囲気、溶融物質との反応性等を考慮して適宜選ばれる。
次に、電気炉でガラス組成に応じた温度で加熱し融液とする。このとき融液が均一となるよう攪拌することが望ましい。
続いて得られた融液をジルコニア基板やカーボン基板等の上に流し出して融液をガラス化する。
最後にガラスを粉砕し粉末状とする。粉砕にはジェットミル、ビーズミル、ボールミル等公知の方法が適用できる。
The glass powder containing an acceptor element is produced by the following procedure.
First, weigh the ingredients and fill the crucible. Examples of the material for the crucible include platinum, platinum-rhodium, iridium, alumina, quartz, carbon, and the like, and are appropriately selected in consideration of the melting temperature, atmosphere, reactivity with the molten material, and the like.
Next, it heats with the temperature according to a glass composition with an electric furnace, and is set as a melt. At this time, it is desirable to stir the melt uniformly.
Subsequently, the obtained melt is poured onto a zirconia substrate, a carbon substrate or the like to vitrify the melt.
Finally, the glass is crushed into powder. A known method such as a jet mill, a bead mill, or a ball mill can be applied to the pulverization.

p型拡散層形成組成物中のアクセプタ元素を含むガラス粉末の含有比率は、塗布性、アクセプタ元素の拡散性等を考慮し決定される。一般には、p型拡散層形成組成物中のガラス粉末の含有比率は、0.1質量%以上95質量%以下であることが好ましく、1質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、1.5質量%以上85質量%以下であることがさらに好ましく、2質量%以上80質量%以下であることが特に好ましい。   The content ratio of the glass powder containing the acceptor element in the p-type diffusion layer forming composition is determined in consideration of applicability, acceptor element diffusibility, and the like. In general, the content ratio of the glass powder in the p-type diffusion layer forming composition is preferably 0.1% by mass or more and 95% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 90% by mass or less, The content is more preferably 1.5% by mass to 85% by mass, and particularly preferably 2% by mass to 80% by mass.

次に、ケイ素粒子について説明する。
前記p型拡散層形成組成物はケイ素粒子を含む。前記ケイ素粒子はp型拡散層形成組成物中で均一に分散されていることが好ましい。
ケイ素粉末を含むことで熱拡散処理におけるアクセプタ元素の拡散効率が向上し、半導体基板表面の粗面化を抑制できる。これは例えば以下のように考えることができる。
Next, silicon particles will be described.
The p-type diffusion layer forming composition includes silicon particles. The silicon particles are preferably dispersed uniformly in the p-type diffusion layer forming composition.
By including the silicon powder, the diffusion efficiency of the acceptor element in the thermal diffusion treatment can be improved, and the surface roughness of the semiconductor substrate can be suppressed. This can be considered as follows, for example.

前記p型拡散形成組成物がケイ素粒子を含むことで、後述する熱拡散処理時にアクセプタ元素を含むガラス粉末が溶融したとき、溶融していないケイ素粒子が半導体基板上に接することで、溶融したガラスが半導体基板上の全面を覆ってしまうことを抑制できる。これにより、溶融ガラスからのアクセプタ元素含有物質の生成割合が増加し、シリコン基板へのアクセプタ元素の拡散量が増加すると考えられる。またこれにより熱拡散処理後に半導体基板上に形成されたガラス層のエッチング除去性が向上し、半導体基板表面における粗面化を抑制できると考えることができる。   When the p-type diffusion-forming composition contains silicon particles, when the glass powder containing the acceptor element is melted during the thermal diffusion process described later, the molten glass comes into contact with the semiconductor substrate on the semiconductor substrate. Can be prevented from covering the entire surface of the semiconductor substrate. Thereby, it is thought that the production | generation ratio of the acceptor element containing material from molten glass increases, and the diffusion amount of the acceptor element to a silicon substrate increases. Moreover, it can be considered that this improves the etching removability of the glass layer formed on the semiconductor substrate after the thermal diffusion treatment and can suppress the roughening on the surface of the semiconductor substrate.

また後述するように、前記p型拡散層形成組成物がバインダーを含む場合、熱拡散処理時にこのバインダーが燃焼・分解する場合がある。このとき溶融ガラス層が密な状態で存在すると、高温においてもバインダーが十分に分解されず、樹脂分解物残渣となって半導体基板上に残る場合がある。この残渣は後のエッチング工程で除去できる場合が殆どではあるが、中には半導体基板上に付着物(残渣)という形で残り、太陽電池素子としたときに入射光の取り込みを阻害する一因となる場合がある。
しかし、前記p型拡散層形成組成物がケイ素粒子を含むことで、熱拡散処理時にガラス粉末が溶融したとき、ケイ素粒子が半導体基板上に接して存在するため、溶融ガラス層が密な状態となることを抑制でき、半導体基板上に付着物(残渣)が残ることを抑制できると考えられる。
As will be described later, when the p-type diffusion layer forming composition contains a binder, the binder may burn and decompose during the thermal diffusion treatment. At this time, if the molten glass layer exists in a dense state, the binder may not be sufficiently decomposed even at a high temperature, and may remain as a resin decomposition product residue on the semiconductor substrate. In most cases, this residue can be removed by a subsequent etching process, but it remains in the form of deposits (residue) on the semiconductor substrate. It may become.
However, since the p-type diffusion layer forming composition contains silicon particles, when the glass powder is melted during the thermal diffusion treatment, the silicon particles are in contact with the semiconductor substrate, so that the molten glass layer is in a dense state. It is considered that it is possible to prevent the deposit (residue) from remaining on the semiconductor substrate.

ここで半導体基板上の付着物(残渣)は、光学顕微鏡、もしくは走査型電子顕微鏡でp型拡散層が形成された半導体基板の表面の100μm×100μmの領域を観察した場合に、大きさが1.0μm以上の異物として認められるものである。なお、異物の大きさが1.0μm以上であるとは異物の投影像の外縁に接するように一対の平行線で挟んだ場合に平行線間の距離の最小値が1.0μm以上であることを意味する。
また半導体基板表面の粗面化とは、シリコン基板表面の100μm×100μmの領域を観察した場合に、表面が1μm以上の大きさで凹状に削られている状態として観察されるものを意味し、光学顕微鏡、もしくは走査型電子顕微鏡を用いて評価することができる。なお、凹状部分の大きさが1.0μm以上であるとは凹状部分の外縁に接するように一対の平行線で挟んだ場合に平行線間の距離の最小値が1.0μm以上であることを意味する。
The deposit (residue) on the semiconductor substrate has a size of 1 when an area of 100 μm × 100 μm on the surface of the semiconductor substrate on which the p-type diffusion layer is formed is observed with an optical microscope or a scanning electron microscope. It is recognized as a foreign matter of 0.0 μm or more. Note that the size of the foreign matter being 1.0 μm or more means that the minimum distance between the parallel lines is 1.0 μm or more when sandwiched between a pair of parallel lines so as to contact the outer edge of the projected image of the foreign matter. Means.
Further, the roughening of the surface of the semiconductor substrate means that the surface is observed as a concave shape with a size of 1 μm or more when a 100 μm × 100 μm region of the silicon substrate surface is observed, Evaluation can be performed using an optical microscope or a scanning electron microscope. The size of the concave portion being 1.0 μm or more means that the minimum distance between the parallel lines is 1.0 μm or more when sandwiched between a pair of parallel lines so as to contact the outer edge of the concave portion. means.

前記ケイ素粒子を構成するケイ素原子の含有率(純度)は、熱拡散処理時に溶融しない限り特に制限されない。例えば99質量%以上であることが好ましく、99.999質量%以上であることがより好ましい。
前記ケイ素粒子の形状は特に制限されず、略球状、扁平状、ブロック状、板等のいずれであってもよい。中でも、アクセプタ原子の拡散性と基板表面の粗面化抑制の観点から、略球状、及び扁平状の少なくとも1種であることが好ましく、略球状であることがより好ましい。
ここで前記ケイ素粒子が略球状であるとは、ケイ素粒子の投影像の円形度が0.85以上であること意味し、0.90以上であることが好ましい。なおケイ素粒子投影像の円形度は、投影面積の等しい円の周長を、投影像から計測されるケイ素粒子の周長で除した数値として算出されるものであり、50個のケイ素粒子の算術平均値として算出される。
The content (purity) of silicon atoms constituting the silicon particles is not particularly limited as long as it is not melted during the thermal diffusion treatment. For example, it is preferably 99% by mass or more, and more preferably 99.999% by mass or more.
The shape of the silicon particles is not particularly limited, and may be any of a substantially spherical shape, a flat shape, a block shape, a plate, and the like. Among these, from the viewpoint of acceptor atom diffusibility and suppression of roughening of the substrate surface, at least one of a substantially spherical shape and a flat shape is preferable, and a substantially spherical shape is more preferable.
Here, that the silicon particles are substantially spherical means that the circularity of the projected image of the silicon particles is 0.85 or more, and preferably 0.90 or more. The circularity of the projected silicon particle image is calculated as a numerical value obtained by dividing the circumference of a circle having the same projected area by the circumference of the silicon particle measured from the projected image, and is an arithmetic operation of 50 silicon particles. Calculated as an average value.

前記ケイ素粒子の粒子径は特に制限されない。アクセプタ元素の拡散性と基板表面の粗面化抑制の観点から、体積平均粒子として0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、0.5μm以上20μm以下であることがより好ましい。
ここで、ケイ素粒子の粒子径は、レーザー散乱回折法粒度分布測定装置等により体積平均粒子径をとして測定することができる。
The particle diameter of the silicon particles is not particularly limited. From the viewpoint of acceptor element diffusibility and suppression of roughening of the substrate surface, the volume average particle size is preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 0.5 μm or more and 20 μm or less.
Here, the particle diameter of the silicon particles can be measured using a laser scattering diffraction particle size distribution measuring apparatus or the like as the volume average particle diameter.

また前記ケイ素粒子とガラス粉末の粒子径の比は特に制限されない。アクセプタ原子の拡散性と基板表面の粗面化抑制の観点から、ケイ素粒子の粒子径に対するガラス粉末粒子の粒子径の比(ガラス粉末粒子/ケイ素粒子)として、0.05〜1000であることが好ましく、0.1〜500であることがより好ましい。   Moreover, the ratio of the particle diameter of the silicon particles and the glass powder is not particularly limited. From the viewpoint of acceptor atom diffusivity and suppression of roughening of the substrate surface, the ratio of the particle diameter of the glass powder particles to the particle diameter of the silicon particles (glass powder particles / silicon particles) is 0.05 to 1000. Preferably, it is 0.1-500.

前記p型拡散層形成組成物中のケイ素粒子の含有率は、塗布性、アクセプタ元素の拡散性、バインダーの燃焼・分解等を考慮し決定される。一般には、p型拡散層形成組成物中のケイ素粒子の含有率は、3質量%以上65質量%以下であることが好ましく、5質量%以上60質量%以下であることがより好ましい。
ケイ素粒子の含有率を3質量%以上とすることで、半導体基板中に効率よくアクセプタ元素を拡散させることができ、優れた特性を有するp型拡散層を形成することができる。またケイ素粒子の含有比率を65質量%以下とすることで、アクセプタ元素の拡散を十分に行いながら、粘度調整が可能となり半導体基板への付与性が向上する。
The content of silicon particles in the p-type diffusion layer forming composition is determined in consideration of coating properties, acceptor element diffusibility, binder combustion / decomposition, and the like. In general, the content of silicon particles in the p-type diffusion layer forming composition is preferably 3% by mass or more and 65% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 60% by mass or less.
By setting the content of silicon particles to 3% by mass or more, the acceptor element can be efficiently diffused in the semiconductor substrate, and a p-type diffusion layer having excellent characteristics can be formed. In addition, when the content ratio of the silicon particles is 65% by mass or less, the viscosity can be adjusted while the acceptor element is sufficiently diffused, and the impartability to the semiconductor substrate is improved.

また前記ケイ素粒子とガラス粉末の含有量の比は特に制限されない。アクセプタ元素の拡散性と基板表面の粗面化抑制の観点から、ガラス粉末粒子の含有量に対するケイ素粒子の含有量の比(ケイ素粒子/ガラス粉末粒子)として、0.05〜500であることが好ましく、0.1〜300であることがより好ましい。   Moreover, the ratio of the content of the silicon particles and the glass powder is not particularly limited. From the viewpoint of acceptor element diffusibility and suppression of roughening of the substrate surface, the ratio of the silicon particle content to the glass powder particle content (silicon particles / glass powder particles) is 0.05 to 500. Preferably, it is 0.1-300.

次に、分散媒について説明する。
分散媒とは、組成物中において上記ガラス粉末を分散させる媒体である。具体的に分散媒としては、バインダーや溶剤などが採用される。
Next, the dispersion medium will be described.
The dispersion medium is a medium in which the glass powder is dispersed in the composition. Specifically, a binder, a solvent, or the like is employed as the dispersion medium.

バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド類、ポリビニルアミド類、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド類、ポリスルホン酸、アクリルアミドアルキルスルホン酸、セルロースエーテル類、セルロース誘導体、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、ゼラチン、澱粉及び澱粉誘導体、アルギン酸ナトリウム類、キサンタン、グア及びグア誘導体、スクレログルカン、トラガカントまたはデキストリン誘導体、(メタ)アクリル酸樹脂、(メタ)アクリル酸エステル樹脂(例えば、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)、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂及びこれらの共重合体、シロキサン樹脂などを適宜選択しうる。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。   Examples of the binder include polyvinyl alcohol, polyacrylamides, polyvinyl amides, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxides, polysulfonic acid, acrylamide alkyl sulfonic acid, cellulose ethers, cellulose derivatives, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, ethyl cellulose, gelatin, starch And starch derivatives, sodium alginate, xanthan, guar and guar derivatives, scleroglucan, tragacanth or dextrin derivatives, (meth) acrylic acid resins, (meth) acrylic acid ester resins (eg alkyl (meth) acrylate resins, dimethylamino Ethyl (meth) acrylate resin), butadiene resin, styrene resin and copolymers thereof, siloxane resin, etc. You can choose. These are used singly or in combination of two or more.

バインダーの分子量は特に制限されず、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。   The molecular weight of the binder is not particularly limited, and it is desirable to adjust appropriately in view of the desired viscosity of the composition.

溶剤としては、例えば、例えば、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−iso−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチル−iso−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−iso−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−iso−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、テトラジ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、ジ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、テトラジ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、ジ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i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−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i−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、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、i−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、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、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、ターピネオール、カルボン、オシメン、フェランドレン等のテルペン系溶剤;水が挙げられる。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。
p型拡散層形成組成物とした場合、基板への塗布性の観点から、α−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、酢酸2−(2−ブトキシエトキシ)エチルが好ましい。
Examples of the solvent include, for example, acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-iso-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, methyl-n. -Ketone solvents such as hexyl ketone, diethyl ketone, dipropyl ketone, di-iso-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone; diethyl ether, methyl Ethyl ether, methyl-n-propyl ether, di-iso-propyl 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 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-bu Ether, triethylene glycol methyl-n-hexyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether, tetradiethylene glycol methyl ethyl ether, tetraethylene glycol methyl n-butyl ether, diethylene 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 methyl ethyl 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, tetradipropylene Glycol methyl ethyl ether, tetrapropylene glycol methyl-n Ether solvents such as butyl ether, dipropylene glycol di-n-butyl ether, tetrapropylene glycol methyl-n-hexyl ether, tetrapropylene glycol di-n-butyl ether; methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate N-butyl acetate, i-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, 2- (acetate) 2-butoxyethoxy) ethyl, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, nonyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, diethylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, acetic acid Propylene glycol methyl ether, dipropylene glycol ethyl ether acetate, diacetic acid glycol, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, i-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, lactic acid Methyl, 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 Esters such as glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone Agent: acetonitrile, N-methylpyrrolidinone, N-ethylpyrrolidinone, N-propylpyrrolidinone, N-butylpyrrolidinone, N-hexylpyrrolidinone, N-cyclohexylpyrrolidinone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide Aprotic polar solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, i-pentanol, 2-methylbutanol , Sec-pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, n-octanol, 2-ethyl Ruhexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, benzyl alcohol, Alcohol solvents such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono Phenyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, Ethylene 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 monoethyl ether, tripropylene glycol Glycol monoether solvents such as monomethyl ether; terpene solvents such as α-terpinene, α-terpineol, myrcene, alloocimene, limonene, dipentene, α-pinene, β-pinene, terpineol, carvone, osimene, and ferrandolene; water Can be mentioned. These are used singly or in combination of two or more.
In the case of a p-type diffusion layer forming composition, α-terpineol, diethylene glycol mono-n-butyl ether, and 2- (2-butoxyethoxy) ethyl acetate are preferable from the viewpoint of applicability to the substrate.

p型拡散層形成組成物中の分散媒の構成及び含有比率は、塗布性、アクセプタ濃度を考慮し決定される。   The constitution and content ratio of the dispersion medium in the p-type diffusion layer forming composition are determined in consideration of applicability and acceptor concentration.

次に、本発明のp型拡散層及び太陽電池素子の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the p-type diffused layer and solar cell element of this invention is demonstrated.

まず、p型半導体基板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。太陽電池素子は、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。
First, an alkaline solution is applied to a silicon substrate which is a p-type semiconductor substrate to remove a damaged layer, and a texture structure is obtained by etching.
Specifically, the damaged layer on the silicon surface 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. In the solar cell element, by forming a texture structure on the light receiving surface (surface) side, a light confinement effect is promoted, and high efficiency is achieved.

次に、オキシ塩化リン(POCl)、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。このとき、オキシ塩化リン雰囲気を用いた方法では、リンの拡散は側面及び裏面にも及び、n型拡散層は表面のみならず、側面、裏面にも形成される。そのために、側面のn型拡散層を除去するために、サイドエッチングが施される。 Next, several tens of minutes are performed at 800 ° C. to 900 ° C. in a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen, and oxygen to uniformly form an n-type diffusion layer. At this time, in the method using the phosphorus oxychloride atmosphere, the diffusion of phosphorus extends to the side surface and the back surface, and the n-type diffusion layer is formed not only on the surface but also on the side surface and the back surface. Therefore, side etching is performed to remove the n-type diffusion layer on the side surface.

そして、p型半導体基板の裏面すなわち受光面ではない面のn型拡散層の上に、上記p型拡散層形成組成物を塗布する。本発明では、塗布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、インクジェット法などがある。
上記p型拡散層形成組成物の塗布量としては特に制限は無いが、例えば、ガラス粉末量として0.01g/m〜100g/mとすることができ、0.1g/m〜10g/mであることが好ましい。
Then, the p-type diffusion layer forming composition is applied onto the n-type diffusion layer on the back surface of the p-type semiconductor substrate, that is, the surface that is not the light receiving surface. In the present invention, the coating method is not limited, and examples thereof include a printing method, a spin method, a brush coating, a spray method, a doctor blade method, a roll coater method, and an ink jet method.
Is not particularly limited as coated amount of the p-type diffusion layer forming composition, for example, be a 0.01g / m 2 ~100g / m 2 as a glass powder content, 0.1 g / m 2 to 10 g / M 2 is preferable.

なお、p型拡散層形成組成物の組成によっては、塗布後に、組成物中に含まれる溶剤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、p型拡散層形成組成物の溶剤組成に依存しており、本発明では特に上記条件に限定されない。   Depending on the composition of the p-type diffusion layer forming composition, a drying step for volatilizing the solvent contained in the composition may be necessary after coating. 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. The drying conditions depend on the solvent composition of the p-type diffusion layer forming composition and are not particularly limited to the above conditions in the present invention.

前記p型拡散層形成組成物を塗布した半導体基板を、600℃〜1200℃で熱処理する。この熱処理により、半導体基板中へアクセプタ元素が拡散し、p型拡散層が形成される。熱処理には公知の連続炉、バッチ炉等が適用できる。
また熱処理の時間はp型拡散層形成組成物に含まれるアクセプタ元素の含有率等に応じて適宜選択することができる。例えば1分〜60分間とすることができ、2分〜30分間であることが好ましい。
型拡散層の表面には、ガラス層が形成されているため、このガラス層をエッチングにより除去する。エッチングとしては、ふっ酸等の酸に浸漬する方法、苛性ソーダ等のアルカリに浸漬する方法など公知の方法が適用できる。
前記p型拡散層形成組成物はケイ素粒子を含むことからガラス層のエッチング除去性に優れる。
The semiconductor substrate coated with the p-type diffusion layer forming composition is heat treated at 600 ° C. to 1200 ° C. By this heat treatment, the acceptor element diffuses into the semiconductor substrate, and a p + -type diffusion layer is formed. A known continuous furnace, batch furnace, or the like can be applied to the heat treatment.
Moreover, the time of heat processing can be suitably selected according to the content rate etc. of the acceptor element contained in a p-type diffused layer formation composition. For example, it may be 1 minute to 60 minutes, and is preferably 2 minutes to 30 minutes.
Since a glass layer is formed on the surface of the p + type diffusion layer, the glass layer is removed by etching. As the etching, a known method such as a method of immersing in an acid such as hydrofluoric acid or a method of immersing in an alkali such as caustic soda can be applied.
Since the p-type diffusion layer forming composition contains silicon particles, it is excellent in etching removability of the glass layer.

また、従来の製造方法では、裏面にアルミペーストを印刷し、これを焼成してn型拡散層をp型拡散層にするのと同時に、オーミックコンタクトを得ている。しかしながら、アルミペーストから形成されるアルミ層の導電率は低く、シート抵抗を下げるために、通常裏面全面に形成したアルミ層は焼成後において10μm〜20μmほどの厚みを有していなければならない。さらに、シリコンとアルミでは熱膨張率が大きく異なることから、焼成および冷却の過程で、シリコン基板中に大きな内部応力を発生させ、反りの原因となる。
この内部応力は、結晶の結晶粒界に損傷を与え、電力損失が大きくなるという課題があった。また、反りは、モジュール工程における太陽電池素子の搬送や、タブ線と呼ばれる銅線との接続において、太陽電池素子を破損させ易くしていた。近年では、スライス加工技術の向上から、シリコン基板の厚みが薄型化されつつあり、更に太陽電池素子が割れ易い傾向にある。
Further, in the conventional manufacturing method, an aluminum paste is printed on the back surface, and this is baked to change the n-type diffusion layer into a p + -type diffusion layer, and at the same time, an ohmic contact is obtained. However, the electrical conductivity of the aluminum layer formed from the aluminum paste is low, and in order to reduce the sheet resistance, the aluminum layer usually formed on the entire back surface must have a thickness of about 10 μm to 20 μm after firing. Furthermore, since the thermal expansion coefficients of silicon and aluminum differ greatly, a large internal stress is generated in the silicon substrate during the firing and cooling process, causing warpage.
This internal stress has a problem that the crystal grain boundary is damaged and the power loss increases. Further, the warpage easily damages the solar cell element in the transportation of the solar cell element in the module process and the connection with a copper wire called a tab wire. In recent years, the thickness of the silicon substrate has been reduced due to the improvement of the slice processing technique, and the solar cell element tends to be easily broken.

しかし本発明の製造方法によれば、上記本発明のp型拡散層形成組成物によってn型拡散層をp型拡散層に変換した後、別途このp型拡散層の上に電極を設ける。そのため裏面の電極に用いる材料はアルミニウムに限定されず、例えばAg(銀)やCu(銅)などを適用することができ、裏面の電極の厚さも従来のものよりも薄く形成することが可能となり、さらに全面に形成する必要もなくなる。そのため焼成および冷却の過程で発生するシリコン基板中の内部応力及び反りを低減できる。 However, according to the manufacturing method of the present invention, after the n-type diffusion layer is converted into the p + -type diffusion layer by the p-type diffusion layer forming composition of the present invention, an electrode is separately provided on the p + -type diffusion layer. . Therefore, the material used for the back electrode is not limited to aluminum. For example, Ag (silver) or Cu (copper) can be applied, and the thickness of the back electrode can be made thinner than the conventional one. Further, it is not necessary to form the entire surface. Therefore, it is possible to reduce internal stress and warpage in the silicon substrate that occur during the firing and cooling processes.

上記形成したn型拡散層の上に反射防止膜を形成する。反射防止膜は公知の技術を適用して形成される。例えば、反射防止膜がシリコン窒化膜の場合には、SiHとNHの混合ガスを原料とするプラズマCVD法により形成する。このとき、水素が結晶中に拡散し、シリコン原子の結合に寄与しない軌道、即ちダングリングボンドと水素が結合し、欠陥を不活性化(水素パッシベーション)する。
より具体的には、上記混合ガス流量比NH/SiHが0.05〜1.0、反応室の圧力が13.3Pa(0.1Torr)〜266.6Pa(2Torr)、成膜時の温度が300℃〜550℃、プラズマの放電のための周波数が100kHz以上の条件下で形成される。
An antireflection film is formed on the n-type diffusion layer formed as described above. The antireflection film is formed by applying a known technique. For example, when the antireflection film is a silicon nitride film, it is formed by a plasma CVD method using a mixed gas of SiH 4 and NH 3 as a raw material. At this time, hydrogen diffuses into the crystal, and orbits that do not contribute to the bonding of silicon atoms, that is, dangling bonds and hydrogen are combined to inactivate defects (hydrogen passivation).
More specifically, the mixed gas flow rate ratio NH 3 / SiH 4 is 0.05 to 1.0, the reaction chamber pressure is 13.3 Pa (0.1 Torr) to 266.6 Pa (2 Torr), It is formed under conditions where the temperature is 300 ° C. to 550 ° C. and the frequency for plasma discharge is 100 kHz or more.

表面(受光面)の反射防止膜上に、表面電極用金属ペーストをスクリーン印刷法で印刷塗布乾燥させ、表面電極を形成する。表面電極用金属ペーストは、金属粒子とガラス粒子とを必須成分とし、必要に応じて樹脂バインダー、その他の添加剤などを含む。   On the antireflection film on the surface (light receiving surface), the surface electrode metal paste is printed, applied and dried by a screen printing method to form a surface electrode. The metal paste for a surface electrode contains metal particles and glass particles as essential components, and includes a resin binder and other additives as necessary.

次いで、上記裏面のp型拡散層上にも裏面電極を形成する。前述のように、本発明では裏面電極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、又は銅などの金属を含む裏面電極用ペーストを塗布し、乾燥させて、裏面電極を形成してもよい。このとき、裏面にも、モジュール工程における太陽電池素子間の接続のために、一部に銀電極形成用銀ペーストを設けてもよい。 Next, a back electrode is also formed on the p + -type diffusion layer on the back surface. As described above, in the present invention, the material and forming method of the back electrode are not particularly limited. For example, a back electrode paste containing a metal such as aluminum, silver, or copper may be applied and dried to form the back electrode. At this time, a silver paste for forming a silver electrode may be partially provided on the back surface for connection between solar cell elements in the module process.

上記電極を焼成して、太陽電池素子を完成させる。600℃〜900℃の範囲で数秒〜数分間焼成すると、表面側では電極用金属ペーストに含まれるガラス粒子によって絶縁膜である反射防止膜が溶融し、更にシリコン表面も一部溶融して、ペースト中の金属粒子(例えば銀粒子)がシリコン基板と接触部を形成し凝固する。これにより、形成した表面電極とシリコン基板とが導通される。これはファイアースルーと称されている。   The electrode is fired to complete the solar cell element. When fired in the range of 600 ° C. to 900 ° C. for several seconds to several minutes, the antireflective film, which is an insulating film, is melted by the glass particles contained in the electrode metal paste on the surface side, and the silicon surface is also partially melted. The metal particles (for example, silver particles) inside form a contact portion with the silicon substrate and solidify. Thereby, the formed surface electrode and the silicon substrate are electrically connected. This is called fire-through.

表面電極の形状について説明する。表面電極は、バスバー電極、及び該バスバー電極と交差しているフィンガー電極で構成される。
このような表面電極は、例えば、上述の金属ペーストのスクリーン印刷、又は電極材料のメッキ、高真空中における電子ビーム加熱による電極材料の蒸着などの手段により形成することができる。バスバー電極とフィンガー電極とからなる表面電極は受光面側の電極として一般的に用いられていて周知であり、受光面側のバスバー電極及びフィンガー電極の公知の形成手段を適用することができる。
The shape of the surface electrode will be described. The surface electrode includes a bus bar electrode and a finger electrode that intersects the bus bar electrode.
Such a surface electrode can be formed by means such as screen printing of the above-described metal paste, plating of the electrode material, or vapor deposition of the electrode material by electron beam heating in a high vacuum. A surface electrode composed of a bus bar electrode and a finger electrode is generally used as an electrode on the light receiving surface side and is well known, and known forming means for the bus bar electrode and the finger electrode on the light receiving surface side can be applied.

なお上述のp型拡散層及び太陽電池素子の製造方法では、p型半導体基板であるシリコン基板にn型拡散層を形成するのに、オキシ塩化リン(POCl)、窒素および酸素の混合ガスを用いているが、n型拡散層形成組成物を用いてn型拡散層を形成してもよい。n型拡散層形成組成物にはP(リン)やSb(アンチモン)などの第15族の元素がドナー元素として含有される。
n型拡散層の形成にn型拡散層形成組成物を用いる方法では、まず、p型半導体基板の表面である受光面にn型拡散層形成組成物を塗布し、裏面に本発明のp型拡散層形成組成物を塗布し、600〜1200℃で熱処理する。この熱処理により、表面ではp型半導体基板中へドナー元素が拡散してn型拡散層が形成され、裏面ではアクセプタ元素が拡散してp型拡散層が形成される。この工程以外は上記方法と同様の工程により、太陽電池素子が作製される。
In the above-described method for manufacturing a p-type diffusion layer and a solar cell element, a mixed gas of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen and oxygen is used to form an n-type diffusion layer on a silicon substrate which is a p-type semiconductor substrate. Although used, the n-type diffusion layer may be formed using the n-type diffusion layer forming composition. The n-type diffusion layer forming composition contains a Group 15 element such as P (phosphorus) or Sb (antimony) as a donor element.
In the method using the n-type diffusion layer forming composition for forming the n-type diffusion layer, first, the n-type diffusion layer forming composition is applied to the light-receiving surface which is the surface of the p-type semiconductor substrate, and the p-type of the present invention is applied to the back surface. The diffusion layer forming composition is applied and heat-treated at 600 to 1200 ° C. By this heat treatment, the donor element diffuses into the p-type semiconductor substrate on the front surface to form an n-type diffusion layer, and the acceptor element diffuses on the back surface to form a p + -type diffusion layer. Except for this step, a solar cell element is produced by the same steps as those described above.

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。   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.

<実施例1>
粒子形状が略球状で、平均粒子径が4.9μm、軟化温度561℃のB−SiO−RO(R:Na,K,Li)系ガラス粉末(商品名:TMX−404、東罐マテリアル・テクノロジー(株)社製)20gと、ケイ素粒子(高純度化学研究所社製、体積平均粒子径10μm、略球状)10g、エチルセルロース0.5gと、酢酸2−(2−ブトキシエトキシ)エチル10gとを、自動乳鉢混練装置を用いて混合してペースト化し、p型拡散層形成組成物を調製した。
<Example 1>
B 2 O 3 —SiO 2 —R 2 O (R: Na, K, Li) glass powder (trade name: TMX-404) having a substantially spherical particle shape, an average particle diameter of 4.9 μm, and a softening temperature of 561 ° C. 20 g of Toago Material Technology Co., Ltd.), 10 g of silicon particles (manufactured by High Purity Chemical Laboratory, volume average particle diameter 10 μm, approximately spherical), 0.5 g of ethyl cellulose, and 2- (2-butoxy acetate) Ethoxy) ethyl 10 g was mixed using an automatic mortar kneader to make a paste to prepare a p-type diffusion layer forming composition.

なお、ガラス粒子形状は、(株)日立ハイテクノロジーズ製TM−1000型走査型電子顕微鏡を用いて観察して判定した。ガラスの平均粒子径はベックマン・コールター(株)製LS 13 320型レーザー散乱回折法粒度分布測定装置(測定波長:632nm)を用いて算出した。ガラスの軟化温度は(株)島津製作所製DTG−60H型示差熱・熱重量同時測定装置を用いて、示差熱(DTA)曲線により求めた。   The glass particle shape was determined by observing with a TM-1000 scanning electron microscope manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. The average particle size of the glass was calculated using a LS 13 320 type laser scattering diffraction particle size distribution analyzer (measurement wavelength: 632 nm) manufactured by Beckman Coulter, Inc. The softening temperature of the glass was obtained from a differential heat (DTA) curve using a DTG-60H type differential heat / thermogravimetric simultaneous measuring device manufactured by Shimadzu Corporation.

次に、調製したペーストをスクリーン印刷によって表面にn型層が形成されたp型シリコン基板表面に塗布し、150℃のホットプレート上で5分間乾燥させた。続いて、1000℃に設定した電気炉で30分間熱拡散処理を行い、その後ガラス層を除去するため基板をふっ酸に5分間浸漬し、流水洗浄を行った。
表面を光学顕微鏡にて観察したところ、表面に付着物などはなく、そのまま乾燥を行った。なお、付着物の有無は、シリコン基板のp表面を(株)日立ハイテクノロジーズ製TM−1000型走査型電子顕微鏡を用いて100μm×100μmの任意の領域について観察し、大きさが1μm以上の付着物の有無として判断した。
Next, the prepared paste was applied to the surface of a p-type silicon substrate having an n-type layer formed on the surface by screen printing, and dried on a hot plate at 150 ° C. for 5 minutes. Subsequently, thermal diffusion treatment was performed for 30 minutes in an electric furnace set at 1000 ° C., and then the substrate was immersed in hydrofluoric acid for 5 minutes in order to remove the glass layer, and washed with running water.
When the surface was observed with an optical microscope, there was no deposit on the surface, and drying was performed as it was. In addition, the presence or absence of a deposit | attachment observes the p surface of a silicon substrate about 100 micrometers x 100 micrometers arbitrary area | regions using TM-1000 type | mold scanning electron microscope made from Hitachi High-Technologies, Inc., and the magnitude | size is 1 micrometer or more. It was judged as the presence or absence of kimono.

p型拡散層形成組成物を塗布した側の表面のシート抵抗は98Ω/□であり、B(ほ
う素)が拡散しp型拡散層が形成されていた。
The sheet resistance of the surface on which the p-type diffusion layer forming composition was applied was 98Ω / □, and B (boron) was diffused to form a p-type diffusion layer.

なお、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。   The sheet resistance was measured by a four-probe method using a Loresta-EP MCP-T360 type low resistivity meter manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.

p型拡散層が形成されたシリコン基板の表面の粗面化を評価したところ、基板表面の粗面化は認められなかった。なお、シリコン基板の表面の粗面化は(株)日立ハイテクノロジーズ製TM−1000型走査型電子顕微鏡を用いて100μm×100μmの任意の領域について観察し、大きさが1μm以上の窪みの有無として評価した。
またシリコン基板に反りは発生していなかった。
When the roughening of the surface of the silicon substrate on which the p-type diffusion layer was formed was evaluated, no roughening of the substrate surface was observed. In addition, the roughening of the surface of the silicon substrate was observed with respect to an arbitrary region of 100 μm × 100 μm using a TM-1000 scanning electron microscope manufactured by Hitachi High-Technologies Co., Ltd. evaluated.
Further, no warpage occurred in the silicon substrate.

<実施例2>
熱拡散処理の温度を1100℃としたこと以外は、実施例1と同様にp型拡散層形成を行った。
フッ酸処理、及び流水洗浄後の基板表面を光学顕微鏡にて観察したところ、表面に付着物などはなかった。
<Example 2>
A p-type diffusion layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the thermal diffusion treatment was 1100 ° C.
When the surface of the substrate after hydrofluoric acid treatment and washing with running water was observed with an optical microscope, there was no deposit on the surface.

p型拡散層形成組成物を塗布した側の表面のシート抵抗は76Ω/□であり、B(ほう素)がかくさんしp型拡散層が形成されていた。   The sheet resistance of the surface on which the p-type diffusion layer forming composition was applied was 76Ω / □, and B (boron) was mixed to form a p-type diffusion layer.

p型拡散層が形成されたシリコン基板の表面の粗面化を走査型電子顕微鏡を用いて評価したところ、基板表面の粗面化は認められなかった。
またシリコン基板に反りは発生していなかった。
When roughening the surface of the silicon substrate on which the p-type diffusion layer was formed was evaluated using a scanning electron microscope, no roughening of the substrate surface was observed.
Further, no warpage occurred in the silicon substrate.

<実施例3>
粒子形状が略球状で、平均粒子径が3.2μm、軟化温度815℃のB−SiO−RO(R:Mg,Ca,Sr,Ba)系ガラス粉末(商品名:TMX−603、東罐マテリアル・テクノロジー(株)社製)を用いた以外は実施例1と同様にして、p型拡散層形成組成物を調製し、これを用いてp型拡散層形成を行った。
フッ酸処理、及び流水洗浄後の表面を光学顕微鏡にて観察したところ、表面に付着物などはなかった。
p型拡散層形成組成物を塗布した側の表面のシート抵抗は38Ω/□であり、B(ホウ素)が拡散しp型拡散層が形成されていた。
<Example 3>
B 2 O 3 —SiO 2 —RO (R: Mg, Ca, Sr, Ba) glass powder (trade name: TMX-603) having a substantially spherical particle shape, an average particle diameter of 3.2 μm, and a softening temperature of 815 ° C. P-type diffusion layer forming composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that Toago Material Technology Co., Ltd. was used, and p-type diffusion layer formation was performed using this composition.
When the surface after hydrofluoric acid treatment and washing with running water was observed with an optical microscope, there was no deposit on the surface.
The sheet resistance of the surface on which the p-type diffusion layer forming composition was applied was 38Ω / □, and B (boron) was diffused to form a p-type diffusion layer.

p型拡散層が形成されたシリコン基板の表面の粗面化を走査型電子顕微鏡を用いて評価したところ、基板表面の粗面化は認められなかった。
またシリコン基板に反りは発生していなかった。
When roughening the surface of the silicon substrate on which the p-type diffusion layer was formed was evaluated using a scanning electron microscope, no roughening of the substrate surface was observed.
Further, no warpage occurred in the silicon substrate.

<実施例4>
ケイ素粒子の配合量を30gとしたこと以外は実施例1と同様にしてp型拡散層形成組成物を調製し、これを用いてp型拡散層形成を行った。
フッ酸処理、及び流水洗浄後の表面を光学顕微鏡にて観察したところ、表面に、付着物などはなかった。
p型拡散層形成組成物を塗布した側の表面のシート抵抗は84Ω/□であり、B(ほう素)が拡散しp型拡散層が形成されていた。
<Example 4>
A p-type diffusion layer forming composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of silicon particles was 30 g, and a p-type diffusion layer was formed using this composition.
When the surface after hydrofluoric acid treatment and washing with running water was observed with an optical microscope, there was no deposit on the surface.
The sheet resistance on the surface coated with the p-type diffusion layer forming composition was 84Ω / □, and B (boron) was diffused to form a p-type diffusion layer.

p型拡散層が形成されたシリコン基板の表面の粗面化を走査型電子顕微鏡を用いて評価したところ、基板表面の粗面化は認められなかった。
またシリコン基板に反りは発生していなかった。
When roughening the surface of the silicon substrate on which the p-type diffusion layer was formed was evaluated using a scanning electron microscope, no roughening of the substrate surface was observed.
Further, no warpage occurred in the silicon substrate.

<実施例5>
ケイ素粒子の配合量を2gとしたこと以外は実施例1と同様にしてp型拡散層形成組成物を調製し、これを用いてp型拡散層形成を行った。
フッ酸処理、及び流水洗浄後の表面を光学顕微鏡にて観察したところ、表面に、付着物などはなかった。
p型拡散層形成組成物を塗布した側の表面のシート抵抗は103Ω/□であり、B(ほう素)が拡散しp型拡散層が形成されていた。
<Example 5>
A p-type diffusion layer forming composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of silicon particles was 2 g, and a p-type diffusion layer was formed using this composition.
When the surface after hydrofluoric acid treatment and washing with running water was observed with an optical microscope, there was no deposit on the surface.
The sheet resistance of the surface on which the p-type diffusion layer forming composition was applied was 103Ω / □, and B (boron) was diffused to form a p-type diffusion layer.

p型拡散層が形成されたシリコン基板の表面の粗面化を走査型電子顕微鏡を用いて評価したところ、基板表面の粗面化は認められなかった。
またシリコン基板に反りは発生していなかった。
When roughening the surface of the silicon substrate on which the p-type diffusion layer was formed was evaluated using a scanning electron microscope, no roughening of the substrate surface was observed.
Further, no warpage occurred in the silicon substrate.

<実施例6>
ケイ素粒子の体積平均粒子径を5.0μmとしたこと以外は実施例1と同様にして、p型拡散層形成組成物を調製し、これを用いてp型拡散層形成を行った。
フッ酸処理、及び流水洗浄後の表面を光学顕微鏡にて観察したところ、表面に付着物などはなかった。
p型拡散層形成組成物を塗布した側の表面のシート抵抗は92Ω/□であり、B(ホウ素)が拡散しp型拡散層が形成されていた。
<Example 6>
A p-type diffusion layer forming composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the volume average particle diameter of silicon particles was 5.0 μm, and a p-type diffusion layer was formed using this composition.
When the surface after hydrofluoric acid treatment and washing with running water was observed with an optical microscope, there was no deposit on the surface.
The sheet resistance on the surface on which the p-type diffusion layer forming composition was applied was 92Ω / □, and B (boron) was diffused to form a p-type diffusion layer.

<比較例1>
p型拡散層形成組成物の組成を粒子形状が略球状で、平均粒子径が4.9μm、軟化温度561℃のB−SiO−RO(R:Na,K,Li)系ガラス粉末(商品名:TMX−404、東罐マテリアル・テクノロジー(株)社製)20gと、エチルセルロース0.5g、酢酸2−(2−ブトキシエトキシ)エチル10gとしたこと以外は、実施例1と同様にして、p型拡散層形成組成物を調製し、これを用いてp型拡散層形成を行った。
洗浄後のシリコン基板の表面を光学顕微鏡にて観察したところ、表面に若干の付着物があった。
<Comparative Example 1>
The composition of the p-type diffusion layer forming composition is B 2 O 3 —SiO 2 —R 2 O (R: Na, K, Li) having a substantially spherical particle shape, an average particle diameter of 4.9 μm, and a softening temperature of 561 ° C. Example 1 except that 20 g of a glass powder (trade name: TMX-404, manufactured by Toago Material Technology Co., Ltd.), 0.5 g of ethyl cellulose, and 10 g of 2- (2-butoxyethoxy) ethyl acetate were used. In the same manner as described above, a p-type diffusion layer forming composition was prepared, and a p-type diffusion layer was formed using the composition.
When the surface of the cleaned silicon substrate was observed with an optical microscope, there was some deposits on the surface.

p型拡散層形成組成物を塗布した側の表面のシート抵抗は93Ω/□であり、B(ほう素)が拡散しp型拡散層が形成されていた。   The sheet resistance of the surface on which the p-type diffusion layer forming composition was applied was 93Ω / □, and B (boron) was diffused to form a p-type diffusion layer.

p型拡散層が形成されたシリコン基板の表面の粗面化を走査型電子顕微鏡を用いて評価したところ、基板表面に粗面化の発生が認められた。
またシリコン基板に反りは発生していなかった。
When the roughening of the surface of the silicon substrate on which the p-type diffusion layer was formed was evaluated using a scanning electron microscope, the occurrence of roughening was recognized on the substrate surface.
Further, no warpage occurred in the silicon substrate.

Claims (5)

アクセプタ元素を含むガラス粉末と、ケイ素粒子と、分散媒と、を含有するp型拡散層形成組成物。   A p-type diffusion layer forming composition containing glass powder containing an acceptor element, silicon particles, and a dispersion medium. 前記アクセプタ元素が、B(ほう素)、Al(アルミニウム)及びGa(ガリウム)から選択される少なくとも1種である請求項1に記載のp型拡散層形成組成物。   The p-type diffusion layer forming composition according to claim 1, wherein the acceptor element is at least one selected from B (boron), Al (aluminum), and Ga (gallium). 前記アクセプタ元素を含むガラス粉末が、B、Al及びGaから選択される少なくとも1種のアクセプタ元素含有物質と、SiO、KO、NaO、LiO、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V、SnO、ZrO、及びMoOから選択される少なくとも1種のガラス成分物質と、を含有する請求項1又は請求項2に記載のp型拡散層形成組成物。 The glass powder containing the acceptor element is at least one acceptor element-containing substance selected from B 2 O 3 , Al 2 O 3 and Ga 2 O 3 , and SiO 2 , K 2 O, Na 2 O, Li 2. And at least one glass component material selected from O, BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V 2 O 5 , SnO, ZrO 2 , and MoO 3. Alternatively, the p-type diffusion layer forming composition according to claim 2. 半導体基板上に、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のp型拡散層形成組成物を塗布する工程と、熱拡散処理を施す工程と、を有するp型拡散層の製造方法。   A method for producing a p-type diffusion layer, comprising: applying a p-type diffusion layer forming composition according to any one of claims 1 to 3 on a semiconductor substrate; and applying a thermal diffusion treatment. . 半導体基板上に、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のp型拡散層形成組成物を塗布する工程と、
熱拡散処理を施して、p型拡散層を形成する工程と、
形成されたp型拡散層上に電極を形成する工程と、
を有する太陽電池素子の製造方法。
Applying a p-type diffusion layer forming composition according to any one of claims 1 to 3 on a semiconductor substrate;
Applying a thermal diffusion treatment to form a p-type diffusion layer;
Forming an electrode on the formed p-type diffusion layer;
The manufacturing method of the solar cell element which has this.
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