JP2013026579A - Manufacturing method of p-type diffusion layer and manufacturing method of solar cell element - Google Patents

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鉄也 佐藤
Masato Yoshida
誠人 吉田
Takeshi Nojiri
剛 野尻
Yoichi Machii
洋一 町井
Mitsunori Iwamuro
光則 岩室
Akihiro Oda
明博 織田
Shuichiro Adachi
修一郎 足立
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a p-type diffusion layer and a manufacturing method of a solar cell element which are capable of forming a p-type diffusion layer in a specific part and in which characteristic deterioration caused by remaining organic substances is small.SOLUTION: When a p-type diffusion layer is formed using a p-type diffusion layer formation composition containing a glass powder including an acceptor element and a dispersion medium including an organic substance, organic components included in the dispersion medium are sufficiently removed before thermal diffusion treatment.

Description

本発明は、太陽電池素子の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ものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a p-type diffusion layer of a solar cell element and a method for manufacturing a solar cell element.

従来のシリコン太陽電池素子の製造工程について説明する。
先ず、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、側面や裏面にもn型拡散層が形成される。このため、側面のn型拡散層を除去するためのサイドエッチング工程が必要であった。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、裏面のn型拡散層の上にアルミニウムペーストを付与して、アルミニウムの拡散によってn型拡散層からp型拡散層に変換させていた。
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 increase the efficiency, and subsequently, 800 ° C. to 900 ° C. in a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen and oxygen. An n-type diffusion layer is uniformly formed by performing several tens of minutes at a temperature.
In this conventional method, since phosphorus is diffused using a mixed gas, an n-type diffusion layer is formed not only on the surface but also on the side surface and the back surface. For this reason, the side etching process for removing the n type diffused layer of a side surface was required. Further, the n-type diffusion layer on the back surface needs to be converted into a p + -type diffusion layer. An aluminum paste is applied on the n-type diffusion layer on the back surface, and the p + -type diffusion is performed from the n-type diffusion layer by the diffusion of aluminum. Was converted into a layer.

しかしながら、アルミニウム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、焼成及び冷却の過程で、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, an aluminum layer formed from an aluminum paste has a low electrical conductivity, and in order to reduce sheet resistance, an 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 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, if the application amount of the paste composition is reduced, the amount of aluminum diffusing from the surface of the p-type silicon substrate to the inside 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、軟化温度及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。
これに対して、本発明者らにより、前記ガラス粉末及び分散媒を含有するp型拡散層形成組成物(拡散ペースト)を用いたp型拡散層の製造方法が提案されている。この方法によれば、上述のような内部応力や反りを低減することができる。
前記n型拡散層形成組成物を用いる方法では、内部応力や反りを抑えることが可能になるものの、熱拡散後に炭化物が半導体基板上に残存する場合があった。
However, even when the paste composition described in Patent Document 1 is used, there is a case where warpage cannot be sufficiently suppressed.
On the other hand, the present inventors have proposed a method for producing a p-type diffusion layer using a p-type diffusion layer forming composition (diffusion paste) containing the glass powder and the dispersion medium. According to this method, the above-described internal stress and warpage can be reduced.
In the method using the n-type diffusion layer forming composition, although internal stress and warpage can be suppressed, carbide may remain on the semiconductor substrate after thermal diffusion.

そこで、本発明は、半導体基板を用いた太陽電池素子の製造工程において、半導体基板中の内部応力、基板の反りを発生させることなく、熱拡散後の半導体基板上に炭化物の残存がない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を用いて、p型拡散層の製造方法及び太陽電池素子の製造方法を提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention provides a p-type in which no carbide remains on the semiconductor substrate after thermal diffusion without generating internal stress and warping of the substrate in the manufacturing process of the solar cell element using the semiconductor substrate. It is an object of the present invention to provide a method for producing a p-type diffusion layer and a method for producing a solar cell element using a p-type diffusion layer forming composition capable of forming a diffusion layer.

本発明者らは、鋭意検討の結果、有機物を含むn型拡散層形成組成物を用いた場合に、熱拡散後の半導体基板上に残存する炭化物(残渣)は、前記有機物が熱拡散時に溶融したガラスに取り込まれてできたものであり、熱拡散前に脱バインダー処理により前記有機物を除去すれば、前記残渣をなくすことができることを見出した。即ち、本発明は、以下の通りである。
<1>アクセプタ元素を含むガラス粉末及び有機物を含む分散媒を含有するp型拡散層形成組成物を半導体基板上に付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層から前記有機物を除去する第一の熱処理工程と、
前記第一の熱処理工程後の半導体基板を熱拡散処理する第二の熱処理工程と、
を有するp型拡散層の製造方法である。
<2>前記第一の熱処理工程における処理温度を300℃から前記ガラス粉末の軟化点までの範囲内とする<1>に記載のp型拡散層の製造方法である。
<3>前記第一の熱処理工程における処理時間を1分間から30分間までとする<1>又は<2>に記載のp型拡散層の製造方法である。
<4>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、<1>〜<3>のいずれか1つに記載のp型拡散層の製造方法である。
<5>前記ガラス粉末が、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、<1>〜<4>のいずれか1つに記載のp型拡散層の製造方法である。
<6><1>〜<5>のいずれか1つに記載の製造方法で得られたp型拡散層を有する半導体基板の前記p型拡散層上に電極を形成する工程を有する太陽電池素子の製造方法である。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that when an n-type diffusion layer forming composition containing an organic substance is used, the carbide (residue) remaining on the semiconductor substrate after thermal diffusion is melted when the organic substance is thermally diffused. It was found that the residue can be eliminated by removing the organic matter by debinding before heat diffusion. That is, the present invention is as follows.
<1> a step of forming a composition layer by applying a p-type diffusion layer forming composition containing a glass powder containing an acceptor element and a dispersion medium containing an organic substance on a semiconductor substrate;
A first heat treatment step for removing the organic matter from the composition layer;
A second heat treatment step of thermally diffusing the semiconductor substrate after the first heat treatment step;
Is a method of manufacturing a p-type diffusion layer having
<2> The method for producing a p-type diffusion layer according to <1>, wherein the treatment temperature in the first heat treatment step is in a range from 300 ° C. to the softening point of the glass powder.
<3> The method for producing a p-type diffusion layer according to <1> or <2>, wherein a treatment time in the first heat treatment step is 1 minute to 30 minutes.
<4> The p-type according to any one of <1> to <3>, wherein the acceptor element is at least one selected from B (boron), Al (aluminum), and Ga (gallium). It is a manufacturing method of a diffusion layer.
<5> The glass powder is at least one acceptor element-containing material selected from B 2 O 3 , Al 2 O 3 and Ga 2 O 3 , SiO 2 , K 2 O, Na 2 O, Li 2 O. And at least one glass component material selected from BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V 2 O 5 , SnO, ZrO 2 and MoO 3 , <1> to <4> The method for producing a p-type diffusion layer according to any one of <4>.
<6> Solar cell element having a step of forming an electrode on the p-type diffusion layer of the semiconductor substrate having the p-type diffusion layer obtained by the manufacturing method according to any one of <1> to <5> It is a manufacturing method.

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、半導体基板中の内部応力、基板の反りが発生することがなく、また熱拡散後の半導体基板上に炭化物の残存がなくなる。   According to the present invention, in the manufacturing process of a solar cell element using a semiconductor substrate, internal stress in the semiconductor substrate and warpage of the substrate do not occur, and no carbide remains on the semiconductor substrate after thermal diffusion. .

先ず、本発明において用いるp型拡散層形成組成物について説明し、次に該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。
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「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。更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, a p-type diffusion layer forming composition used in 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 is included in the term if the intended action of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. . In the present specification, a numerical range indicated by using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the 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.

[p型拡散層形成組成物]
本発明のp型拡散層形成組成物は、少なくとも前記ガラス粉末(以下単に「ガラス粉末」と称する場合がある)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、前記ガラス粉末を含有し、半導体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。前記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、半導体基板中に発生する内部応力を低減し、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。
[P-type diffusion layer forming composition]
The p-type diffusion layer forming composition of the present invention contains at least the glass powder (hereinafter sometimes simply referred to as “glass powder”) and a dispersion medium, and further added in consideration of applicability and the like. You may contain an agent as needed.
Here, the p-type diffusion layer forming composition refers to a material that contains the glass powder and can form a p-type diffusion layer by thermally diffusing the acceptor element after being applied to a semiconductor substrate. By using the p-type diffusion layer forming composition, the p + -type diffusion layer forming step and the ohmic contact forming step can be separated, and the choice of electrode material for forming the ohmic contact is widened. spread. 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 reduce the internal stress generated in the semiconductor substrate and to form the p-type diffusion layer while suppressing the occurrence of the warp of the substrate. Become.

従って、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において発生してしまう基板中の内部応力が低減され、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 used method, that is, printing aluminum paste and firing it to make the n-type diffusion layer into a p + -type diffusion layer. At the same time, the internal stress in the substrate that occurs in the method of obtaining the ohmic contact is reduced, and the occurrence of warpage of the substrate is 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.

<ガラス粉末>
本発明のp型拡散層形成組成物は、前記ガラス粉末の少なくとも1種を含有する。
前記ガラス粉末に含まれるアクセプタ元素とは、半導体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。
前記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。
<Glass powder>
The p-type diffusion layer forming composition of the present invention contains at least one of the glass powders.
The acceptor element contained in the glass powder is an element capable of forming a p-type diffusion layer by doping into a semiconductor substrate.
As the acceptor element, a Group 13 element can be used, and examples thereof include B (boron), Al (aluminum), and Ga (gallium).

前記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。
また、前記ガラス粉末は、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、軟化点、ガラス転移点、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。
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 .
The glass powder can control the melting temperature, softening point, glass transition point, chemical durability, and the like by adjusting the component ratio as necessary. Furthermore, it is preferable to contain the glass component substance described below.

前記ガラス成分物質としては、例えば、SiO、KO、NaO、LiO、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V、SnO、ZrO、WO、MoO、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種が好ましく、半導体基板との反応物が、フッ酸処理時に残渣として残らないため、SiO、KO、NaO、LiO、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、SnO、ZrO、及びMoOから選択される少なくとも1種がより好ましい。
前記ガラス成分は、単独成分でも2成分以上を含む複合ガラスでもよい。
Examples of the glass component substance 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, MoO 3, 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 and the like, 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 and MoO 3 are preferable, and a semiconductor substrate and Since no reaction product remains as a residue during hydrofluoric acid treatment, SiO 2 , K 2 O, Na 2 O, Li 2 O, BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, C More preferred is at least one selected from dO, SnO, ZrO 2 , and MoO 3 .
The glass component may be a single component or a composite glass containing two or more components.

前記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。 Specific examples of the glass powder include a system containing both the acceptor element-containing substance and the glass component substance, and a B 2 O 3 —SiO 2 system (acceptor element-containing substance—described in the order of the glass component substance, The same applies hereinafter), B 2 O 3 —ZnO system, B 2 O 3 —PbO system, B 2 O 3 single system and the like containing B 2 O 3 as an acceptor element-containing substance; Al 2 O 3 —SiO 2 system, etc. Examples include glass powders such as a system containing Al 2 O 3 as an acceptor element-containing substance, and a system containing Ga 2 O 3 as an acceptor element-containing substance such as a Ga 2 O 3 —SiO 2 system.

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。
前記ガラス粉末としては、前記具体例のような1成分ガラスあるいは2成分を含む複合ガラスに限定されるものではなく、例えばB−SiO−NaO等、3成分以上の物質を含むガラス粉末でもよい。
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.
The glass powder is not limited to the one-component glass or the composite glass containing two components as in the above specific examples. For example, a substance having three or more components such as B 2 O 3 —SiO 2 —Na 2 O is used. The glass powder may be included.

前記ガラス粉末中のガラス成分物質の含有比率は、溶融温度、軟化点、ガラス転移点、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 in consideration of the melting temperature, the softening point, the glass transition point, and the chemical durability, and is generally 0.1% by mass to 95% by mass. Or less, more preferably 0.5% by mass or more and 90% by mass or less.

前記ガラス粉末の軟化点は、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 point 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.

前記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、及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、又は板状であることが望ましい。
前記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、前記ガラス粉末の粒径は10μm以下であることがより望ましい。尚、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。
前記ガラス粉末の粒径は、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. It is desirable that the shape is substantially spherical, flat, or plate-like.
The glass powder preferably has a particle size of 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. Furthermore, 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.
The particle size of the glass powder represents a volume average particle size and can be measured by a laser scattering diffraction particle size distribution measuring device or the like.

前記ガラス粉末は、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。
最後に得られた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 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 obtained glass is pulverized to form a powder. A known method such as a jet mill, a bead mill, or a ball mill can be applied to the pulverization.

前記p型拡散層形成組成物中の前記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、前記p型拡散層形成組成物中の前記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 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. Preferably, it is 1.5 mass% or more and 85 mass% or less, and it is especially preferable that it is 2 mass% or more and 80 mass% or less.

<分散媒>
本発明のp型拡散層形成組成物は、有機物の少なくとも1種を含む分散媒の少なくとも1種を含有する。
前記分散媒とは、組成物中において前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。
<Dispersion medium>
The p-type diffusion layer forming composition of the present invention contains at least one dispersion medium containing at least one organic substance.
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.

前記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、スクレログルカン及びスクレログルカン誘導体、トラガカント及びトラガカント誘導体、デキストリン及び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、シロキサン樹脂等を適宜選択しうる。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 and scleroglucan derivatives, tragacanth and tragacanth derivatives, dextrin and dextrin derivatives, (meth) acrylic acid resins, (meth) acrylic acid ester resins ( For example, alkyl (meth) acrylate resin, dimethylaminoethyl (meth) acrylate resin, etc.), butadiene Resins, styrene resins, copolymers thereof, siloxane resins, and the like can be selected as appropriate. These are used singly or in combination of two or more.

前記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 as the composition.

前記溶剤としては、特に限定されず、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、N,N−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、
等が挙げられる。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。
The solvent is not particularly limited. 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 Ketone solvents such as -n-hexyl ketone, diethyl ketone, dipropyl ketone, di-iso-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, and acetonyl acetone;
Diethyl ether, methyl ethyl ether, methyl-n-propyl ether, di-iso-propyl ether, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, dioxane, dimethyl dioxane, 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-butyl ether, triethylene glycol methyl-n-hexyl ether, tetra Ethylene 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 diether 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, Ripropylene glycol methyl-n-hexyl ether, tetrapropylene glycol dimethyl ether, tetrapropylene glycol diethyl ether, tetradipropylene glycol methyl ethyl ether, tetrapropylene glycol methyl n-butyl ether, dipropylene glycol di-n-butyl ether, tetrapropylene glycol Ether solvents such as methyl-n-hexyl ether and 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, methyl pentyl acetate , 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, 2- (2-butoxyethoxy) ethyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, nonyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, diethylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol acetate Monoethyl ether, dipropylene glycol methyl ether acetate, dipropylene glycol ethyl ether acetate, glycol diacetate, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, i-a propionate , Diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, ethylene glycol methyl ether propionate, ethylene glycol ethyl ether propionate, ethylene glycol methyl ether Ester solvents such as acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone;
Acetonitrile, N-methylpyrrolidinone, N-ethylpyrrolidinone, N-propylpyrrolidinone, N-butylpyrrolidinone, N-hexylpyrrolidinone, N-cyclohexylpyrrolidinone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N- Aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide;
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-ethylhexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, n -Decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, benzyl alcohol, ethyl Glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, an alcohol solvent such as tripropylene glycol;
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol, tetraethylene glycol mono- glycol monoether solvents such as n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether;
terpene solvents such as α-terpinene, α-terpineol, myrcene, alloocimene, limonene, dipentene, α-pinene, β-pinene, terpineol, carvone, osimene, ferrandolene;
water,
Etc. These are used singly or in combination of two or more.

前記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、適宜決定すればよい。   The configuration and content ratio of the dispersion medium in the p-type diffusion layer forming composition may be appropriately determined in consideration of applicability and acceptor concentration.

前記p型拡散層形成組成物の粘度は、塗布性を考慮して、10mPa・s〜1000000mPa・sであることが好ましく、50mPa・s〜500000mPa・s下であることがより好ましい。   The viscosity of the p-type diffusion layer forming composition is preferably 10 mPa · s to 1,000,000 mPa · s, more preferably 50 mPa · s to 500,000 mPa · s in consideration of applicability.

<p型拡散層及び太陽電池素子の製造方法>
本発明のp型拡散層の製造方法は、前記ガラス粉末及び有機物を含む分散媒を含有するp型拡散層形成組成物を半導体基板上に付与して組成物層を形成する工程と、前記組成物層から前記有機物を除去する第一の熱処理工程と前記第一の熱処理工程後の半導体基板を熱拡散処理する第二の熱処理工程と、を有する。
前記p型拡散層の製造方法においては、第一の熱処理工程により、前記有機物が十分に除去されているので、続く第二の熱処理工程で、前記p型拡散層形成組成物に含まれるガラス成分が溶融しても、このガラス成分と前記有機物の混合物が生じることが無く、前記有機物に由来する炭化物が基板上に残存する虞がない。また、前記p型拡散層形成組成物を用いることにより、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発生する可能性の高い基板中の内部応力及び基板の反りの発生が抑制される。
以下に、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。
<Manufacturing method of p-type diffusion layer and solar cell element>
The method for producing a p-type diffusion layer according to the present invention includes a step of forming a composition layer by applying a p-type diffusion layer forming composition containing a dispersion medium containing the glass powder and an organic substance on a semiconductor substrate, and the composition A first heat treatment step for removing the organic substance from the physical layer and a second heat treatment step for subjecting the semiconductor substrate after the first heat treatment step to thermal diffusion treatment.
In the method for producing the p-type diffusion layer, since the organic substance is sufficiently removed by the first heat treatment step, the glass component contained in the p-type diffusion layer forming composition in the subsequent second heat treatment step. Even if the glass melts, a mixture of the glass component and the organic substance does not occur, and there is no possibility that the carbide derived from the organic substance remains on the substrate. In addition, by using the p-type diffusion layer forming composition, a method widely used in the past, that is, printing an aluminum paste and firing it to make the n-type diffusion layer into a p + -type diffusion layer simultaneously. The generation of internal stress in the substrate and the warpage of the substrate that are likely to occur in the method of obtaining the ohmic contact is suppressed.
Below, the manufacturing method of the p-type diffused layer and solar cell element of this invention is demonstrated.

先ず、半導体基板であるp型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半導体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 p-type silicon substrate that is a semiconductor substrate to remove the damaged layer, and a texture structure is obtained by etching.
Specifically, the damaged layer on the semiconductor 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、半導体基板の裏面即ち受光面ではない面のn型拡散層の上に、前記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。
前記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、前記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 on the n-type diffusion layer on the back surface of the 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 coating amount of the p-type diffusion layer forming composition, for example, the glass powder content as can be 0.01g / m 2 ~100g / m 2 , 0.1g / m 2 ~ it is preferably 10 g / m 2.

前記p型拡散層の製造方法においては、使用するp型拡散層形成組成物の組成に応じて、前記p型拡散層形成組成物の塗布後に、前記組成中に含まれる溶剤を揮発させるために、ホットプレートや乾燥機等を用いて、乾燥処理を行ってもよい。
前記乾燥処理における処理条件は、前記p型拡散層形成組成物の溶剤組成に依存しており、特に限定されるものではない。例えば、乾燥温度は80〜300℃程度とされることが好ましい。また、処理時間は、ホットプレートを使用する場合で、1〜10分、乾燥機等を用いる場合には、10〜30分程度とされることが好ましい。
In the manufacturing method of the p-type diffusion layer, in order to volatilize the solvent contained in the composition after application of the p-type diffusion layer forming composition, depending on the composition of the p-type diffusion layer forming composition to be used. The drying process may be performed using a hot plate or a dryer.
The treatment conditions in the drying treatment depend on the solvent composition of the p-type diffusion layer forming composition and are not particularly limited. For example, the drying temperature is preferably about 80 to 300 ° C. The treatment time is preferably about 1 to 10 minutes when a hot plate is used, and about 10 to 30 minutes when a dryer or the like is used.

前記p型拡散層の製造方法においては、後述する第二の熱処理(熱拡散処理)工程前に、前記p型拡散層形成組成物を塗布した半導体基板に対して、前記p型拡散層形成組成物に含まれる分散媒中の有機バインダー等の有機物成分を除去するための第一の熱処理(脱バインダー処理)工程を実施する。これにより、後述する第二の熱処理工程後に前記有機物成分に由来する炭化物が半導体基板上に残存することを防止できる。これは、以下のように考えられる。
即ち、前記p型拡散層形成組成物に分散媒として有機バインダーを用いた場合、通常、 前記有機バインダーはp型拡散層を形成する熱拡散処理時に焼成されてほぼなくなるが、該有機バインダー等の有機物成分の一部は、拡散時の熱処理で軟化、溶融したガラス中に取り込まれて混合有機物質ができる。この混合有機物質は熱処理のいずれにおいても除去しきれず、炭化物として半導体基板上に残存する。この有機物成分に由来する炭化物の残渣は、太陽電池素子の特性に悪影響を与える原因となると考えられる。これに対して、第二の熱処理(熱拡散処理)工程前に前記第一の熱処理工程を実施することにより、前記バインダー等の有機物成分を確実に除去することができ、前記半導体基板上に炭化物残渣が生じることが抑えられる。従って、前記p型拡散層形成組成物に分散媒として有機バインダーが含有されていても、炭化物の残渣に起因する太陽電池素子の特性劣化が起こることを防止できる。
In the method for producing the p-type diffusion layer, the p-type diffusion layer forming composition is applied to the semiconductor substrate coated with the p-type diffusion layer forming composition before the second heat treatment (thermal diffusion treatment) step described later. A first heat treatment (debinder treatment) step for removing organic components such as an organic binder in the dispersion medium contained in the product is performed. Thereby, it can prevent that the carbide | carbonized_material derived from the said organic substance component remains on a semiconductor substrate after the 2nd heat processing process mentioned later. This is considered as follows.
That is, when an organic binder is used as a dispersion medium in the p-type diffusion layer forming composition, the organic binder is usually baked during the thermal diffusion process for forming the p-type diffusion layer, but almost disappears. A part of the organic component is softened by heat treatment during diffusion and taken into the molten glass to form a mixed organic material. This mixed organic material cannot be removed in any of the heat treatments, and remains on the semiconductor substrate as a carbide. It is thought that the residue of the carbide derived from the organic component causes a bad influence on the characteristics of the solar cell element. On the other hand, by carrying out the first heat treatment step before the second heat treatment (thermal diffusion treatment) step, organic components such as the binder can be reliably removed, and carbide on the semiconductor substrate. The generation of a residue is suppressed. Therefore, even if the p-type diffusion layer forming composition contains an organic binder as a dispersion medium, it is possible to prevent the deterioration of the characteristics of the solar cell element due to the carbide residue.

前記第一の熱処理工程における有機物成分の除去方法としては、酸素ガスを含む雰囲気下、又は酸素を含むガスを流しながら(例えば大気を流しながら)加熱、焼成を行う方法が挙げられる。
前記加熱、焼成に際して、処理温度(以下、加熱温度という)は300℃から前記ガラス粉末の軟化点までの範囲内とすることが好ましく、前記有機物が確実に除去できることとウエハ基板への熱ダメージを抑制する観点から、300℃〜700℃とすることがより好ましく、300℃〜500℃とすることがさらに好ましい。前記加熱温度が300℃以上であれば、前記有機物成分を十分に除去することができ、前記ガラス粉末の軟化点以下の場合には、溶融したガラスに有機物成分が取り込まれて混合有機物質ができる虞がない。
Examples of the organic component removal method in the first heat treatment step include a method in which heating and baking are performed in an atmosphere containing oxygen gas or in flowing oxygen-containing gas (for example, flowing air).
During the heating and baking, the processing temperature (hereinafter referred to as the heating temperature) is preferably in the range from 300 ° C. to the softening point of the glass powder, and the organic matter can be reliably removed and the heat damage to the wafer substrate is reduced. From the viewpoint of suppression, the temperature is more preferably 300 ° C to 700 ° C, and further preferably 300 ° C to 500 ° C. When the heating temperature is 300 ° C. or higher, the organic component can be sufficiently removed. When the heating temperature is equal to or lower than the softening point of the glass powder, the organic component is taken into the molten glass to form a mixed organic material. There is no fear.

前記加熱、焼成における処理時間は、前記有機物成分の除去効果が得られる範囲で適宜設定すればよく、工程時間の短縮化の観点から、例えば1〜30分間とすることが好ましく、1分間〜15分間とすることがより好ましく、1分間〜10分間とすることが更に好ましい。但し、30分以上においても同様の効果は得られる。
前記加熱、焼成における処理条件は、300℃〜700℃で1分間〜20分間とすることが好ましく、400℃〜600℃で1分間〜10分間とすることがより好ましく、450℃〜550℃で3分間〜5分間とすることが更に好ましい。
前記第一の熱処理工程においては、従来公知の連続炉、バッチ炉等がいずれも使用可能であり、例えば国際電機社製の電気炉”ACCURON CQ−1200”等が挙げられる。
What is necessary is just to set suitably the processing time in the said heating and baking in the range from which the removal effect of the said organic-component is acquired, and it is preferable to set it as 1-30 minutes from a viewpoint of shortening of process time, for example, 1 minute-15 More preferably, the time is 1 minute to 10 minutes. However, the same effect can be obtained in 30 minutes or more.
The treatment conditions in the heating and baking are preferably 300 ° C. to 700 ° C. for 1 minute to 20 minutes, more preferably 400 ° C. to 600 ° C. for 1 minute to 10 minutes, and 450 ° C. to 550 ° C. More preferably, it is 3 minutes to 5 minutes.
In the first heat treatment step, any conventionally known continuous furnace, batch furnace, or the like can be used. Examples thereof include an electric furnace “ACCURON CQ-1200” manufactured by Kokusai Denki.

続いて、前記p型拡散層形成組成物を塗布した半導体基板に熱拡散を行うための第二の熱処理工程を施す。
前記第二の熱処理工程における処理温度は、例えば600℃〜1200℃の範囲とされ、800℃〜950℃の範囲とされることが好ましい。前記第二の熱処理工程により、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。
前記第二の熱処理工程においては、公知の連続炉、バッチ炉等が適用できる。また、前記第二の熱処理工程における炉内雰囲気は、空気、酸素、窒素等に適宜調整することもできる。中でも、酸素雰囲気とすることが好ましく、この場合、炉内の酸素濃度は5体積%未満であることが好ましい。
前記第二の熱処理工程における処理時間は、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に応じて適宜選択することができる。例えば、1分間〜60分間とすることができ、2分間〜30分間であることがより好ましい。前記処理温度が600℃以上であると、アクセプタ元素の拡散が十分に行われ、十分なBSF効果が得られる。1200℃以下であると、基板が劣化することを抑制できる。
形成されたp型拡散層の表面には、ガラス層が形成されているため、このガラスをエッチングにより除去する。エッチングとしては、フッ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。
この際、前記半導体基板上に前記有機物成分に由来する炭化物残渣が存在していると、この炭化物残渣はフッ酸に溶融せず、半導体基板上に残存する。これに対して、前述の第一の熱処理工程を施すことにより、熱拡散時に溶融したガラスに前記有機物成分が取り込まれて混合有機物質ができ、この混合有機物質が半導体基板上に残存する虞れがなくなる。
Subsequently, a second heat treatment step for performing thermal diffusion is performed on the semiconductor substrate coated with the p-type diffusion layer forming composition.
The treatment temperature in the second heat treatment step is, for example, in the range of 600 ° C to 1200 ° C, and preferably in the range of 800 ° C to 950 ° C. By the second heat treatment step, the acceptor element diffuses into the semiconductor substrate, and a p-type diffusion layer is formed.
In the second heat treatment step, a known continuous furnace, batch furnace or the like can be applied. Further, the furnace atmosphere in the second heat treatment step can be appropriately adjusted to air, oxygen, nitrogen or the like. Among these, an oxygen atmosphere is preferable. In this case, the oxygen concentration in the furnace is preferably less than 5% by volume.
The treatment time in the second heat treatment step can be appropriately selected according to the content of the acceptor element contained in the p-type diffusion layer forming composition. For example, it may be 1 minute to 60 minutes, and more preferably 2 minutes to 30 minutes. When the treatment temperature is 600 ° C. or higher, the acceptor element is sufficiently diffused and a sufficient BSF effect is obtained. It can suppress that a board | substrate deteriorates that it is 1200 degrees C or less.
Since a glass layer is formed on the surface of the formed p-type diffusion layer, the glass 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.
At this time, if a carbide residue derived from the organic component is present on the semiconductor substrate, the carbide residue does not melt in hydrofluoric acid and remains on the semiconductor substrate. On the other hand, by performing the first heat treatment step described above, the organic component is taken into the glass melted at the time of thermal diffusion to form a mixed organic material, and this mixed organic material may remain on the semiconductor substrate. Disappears.

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、アルミペーストの導電率が低いため、シート抵抗を下げなければならず、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、焼成及び冷却の過程で、半導体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、セル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、半導体基板の厚みが薄型化されつつあり、更にセル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, since the electrical conductivity of the aluminum paste is low, the sheet resistance must be lowered, and 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 semiconductor substrate during the firing and cooling process, causing warping.
This internal stress has a problem that the crystal grain boundary is damaged and the power loss increases. In addition, the warp easily damages the cell 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 semiconductor substrate is being reduced due to the improvement of the slicing technique, and the cells tend to be easily broken.

これに対して、本発明の製造方法によれば、前記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。そのため焼成及び冷却の過程で発生する半導体基板中の内部応力及び反りを低減できる。 On the other hand, 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, an electrode is separately formed on the p + -type diffusion layer. Provide. 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 semiconductor substrate that are generated during the firing and cooling processes.

そして、前記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、ケイ素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、前記混合ガス流量比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。
Then, an antireflection film is formed on the n-type diffusion layer. 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 orbitals that do not contribute to the bonding of silicon atoms, that is, dangling bonds and hydrogen are bonded to inactivate defects (hydrogen passivation).
More specifically, the mixed gas flow 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、必要に応じて有機バインダー、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 contains an organic binder and other additives as necessary.

次いで、前記裏面の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セル間の接続のために、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 cells in the module process.

前記電極を焼成して、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、更に半導体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)が半導体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半導体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 firing for several seconds to several minutes in the range of 600 ° C. to 900 ° C., the antireflection film, which is an insulating film, is melted by the glass particles contained in the electrode metal paste on the surface side, and the semiconductor surface is also partially melted to form a paste. The metal particles (for example, silver particles) inside form a contact portion with the semiconductor substrate and solidify. Thereby, the formed surface electrode and the semiconductor substrate are electrically connected. This is called fire-through.

前記表面電極は、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。
前記表面電極は、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ることができる。前記表面電極として、バスバー電極とフィンガー電極とからなるものは、受光面側の電極として一般的に用いられており、周知である。受光面側のバスバー電極及びフィンガー電極は、公知の手段により形成することができる。
The surface electrode includes a bus bar electrode and a finger electrode that intersects the bus bar electrode.
The surface electrode can be formed by means such as screen printing of the above-described metal paste, plating of an electrode material, or vapor deposition of an electrode material by electron beam heating in a high vacuum. As the surface electrode, an 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. The bus bar electrodes and finger electrodes on the light receiving surface side can be formed by known means.

尚、上述のp型拡散層及び太陽電池素子の製造方法では、半導体基板であるp型シリコン基板にn型拡散層を形成するのに、オキシ塩化リン(POCl)、窒素及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、先ず、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型シリコン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。この工程以外は前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 p-type silicon substrate that is a semiconductor substrate. However, an n-type layer may be formed using an 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 ° C to 1200 ° C. By this heat treatment, the donor element diffuses into the p-type silicon 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。尚、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 were reagents. “%” Means “% by mass” unless otherwise specified.

[実施例1]
−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、軟化点:785℃)9gとエチルセルロース1.4g、テルピネオール19.6g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。
次に、調製した前記p型拡散層形成組成物をスクリーン印刷によって表面にn型拡散層が形成された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、厚さ約15μmの層を形成した。
続いて、第一の熱処理工程として、450℃に設定した電気炉で、酸素雰囲気(酸素濃度20体積%、流量0.34cm/sec)にて10分間加熱し、前記p型拡散層形成組成物に含まれるバインダー成分を十分に除去した。
そして、第二の熱処理工程として、950℃に設定した拡散用の電気炉で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フッ酸に5分間浸漬し、流水洗浄を行った。その後、乾燥を行った。
[Example 1]
9 g of B 2 O 3 —SiO 2 —RO (R: Mg, Ca, Sr, Ba) glass powder (trade name: TMX-603, manufactured by Toago Material Technology Co., Ltd., softening point: 785 ° C.) 1.4 g of ethyl cellulose and 19.6 g of terpineol were mixed using an automatic mortar kneader to make a paste, thereby preparing a p-type diffusion layer forming composition.
Next, the prepared p-type diffusion layer forming composition is applied to the surface of a p-type silicon substrate having an n-type diffusion layer formed on the surface by screen printing, and dried on a hot plate at 150 ° C. for 5 minutes to obtain a thickness. A layer of about 15 μm was formed.
Subsequently, as the first heat treatment step, the p-type diffusion layer forming composition is heated in an oxygen atmosphere (oxygen concentration 20 vol%, flow rate 0.34 cm / sec) in an electric furnace set at 450 ° C. for 10 minutes. The binder component contained in was sufficiently removed.
Then, as a second heat treatment step, thermal diffusion treatment was performed for 30 minutes in a diffusion electric furnace set at 950 ° C., and then the substrate was immersed in hydrofluoric acid for 5 minutes to remove the glass layer, and washed with running water. . Thereafter, drying was performed.

前記p型拡散層が形成された半導体基板の前記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を測定したところ、60Ω/□であり、B(ほう素)が拡散しp型拡散層が形成されていた。
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。
また、前記p型拡散層形成組成物を塗布した側の表面を目視及びSEMにて観察し、残渣の有無を検討したところ、前記半導体基板上に炭化物の残渣は見られなかった。また使用したSEM(走査型電子顕微鏡)は、Philips社のXL30を用いた。
When the sheet resistance of the surface of the semiconductor substrate on which the p-type diffusion layer is formed is coated with the p-type diffusion layer forming composition, the sheet resistance is 60Ω / □, and B (boron) diffuses to form p-type. A diffusion layer was formed.
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.
Moreover, when the surface of the side which apply | coated the said p-type diffused layer formation composition was observed visually and by SEM and the presence or absence of a residue was examined, the residue of the carbide | carbonized_material was not seen on the said semiconductor substrate. The SEM (scanning electron microscope) used was Philips XL30 manufactured by Philips.

[実施例2]
第一の熱処理工程でバインダーを除去する際の加熱条件を、600℃の温度で1.5分間に代え、それ以外は実施例1と同様にp型拡散層形成を行った。
そして、得られた半導体基板の前記p型拡散層形成組成物塗布面側の表面のシート抵抗を測定したところ、64Ω/□であり、B(ほう素)が拡散しp型拡散層が形成されていた。また、前記半導体基板上に炭化物の残渣は見られなかった。
[Example 2]
The p-type diffusion layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the heating condition for removing the binder in the first heat treatment step was changed to a temperature of 600 ° C. for 1.5 minutes.
And when the sheet resistance of the surface of the obtained semiconductor substrate on the p-type diffusion layer forming composition application surface side was measured, it was 64Ω / □, and B (boron) was diffused to form a p-type diffusion layer. It was. Further, no carbide residue was found on the semiconductor substrate.

[比較例1]
第一の熱処理工程の加熱温度を800℃に代え、それ以外は実施例2と同様にn型拡散層形成を行った。尚、第二の熱処理工程の加熱温度は実施例1と同様に950℃とした。
上記加熱温度(800℃)における第一の熱処理工程後、p型拡散層形成組成物成分として含まれるガラスは既に溶融していた。
[Comparative Example 1]
The n-type diffusion layer was formed in the same manner as in Example 2 except that the heating temperature in the first heat treatment step was changed to 800 ° C. The heating temperature in the second heat treatment step was 950 ° C. as in Example 1.
After the first heat treatment step at the heating temperature (800 ° C.), the glass contained as the p-type diffusion layer forming composition component was already melted.

得られた前記半導体基板の前記p型拡散層形成組成物塗布面側の表面のシート抵抗は66Ω/□であり、B(ほう素)が拡散し、p型拡散層が形成されていた。
しかし、前記半導体基板上には除去しきれなかったバインダー成分に由来する黒色の炭化物残渣が見られた。この炭化物残渣は、流水洗浄を行っても除去されていなかった。
The sheet resistance of the surface of the obtained semiconductor substrate on the p-type diffusion layer forming composition application surface side was 66Ω / □, B (boron) diffused, and a p-type diffusion layer was formed.
However, a black carbide residue derived from the binder component that could not be removed was found on the semiconductor substrate. The carbide residue was not removed even by washing with running water.

[比較例2]
第一の熱処理工程でバインダーを脱離する際の加熱条件を、200℃の温度で10分間に代え、それ以外は実施例1と同様にp型拡散層形成を行った。
前記加熱条件下(200℃の温度で10分間)での処理(第一の熱処理工程)後、p型拡散層形成組成物の塗布面は茶色を呈しており、バインダーが完全に除去されていなかった。
得られた前記半導体基板の前記p型拡散層形成組成物塗布面側の表面のシート抵抗は60Ω/□であり、B(ほう素)が拡散し、p型拡散層が形成されていた。
しかし、前記半導体基板上には除去しきれなかったバインダー成分に由来する黒色の炭化物残渣が見られた。この炭化物残渣は、流水洗浄を行っても除去されていなかった。
[Comparative Example 2]
The p-type diffusion layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the heating conditions for desorbing the binder in the first heat treatment step were changed to a temperature of 200 ° C. for 10 minutes.
After the treatment (first heat treatment step) under the heating conditions (temperature of 200 ° C. for 10 minutes), the coated surface of the p-type diffusion layer forming composition is brown and the binder is not completely removed. It was.
The sheet resistance of the surface of the obtained semiconductor substrate on the p-type diffusion layer forming composition application surface side was 60Ω / □, B (boron) diffused, and a p-type diffusion layer was formed.
However, a black carbide residue derived from the binder component that could not be removed was found on the semiconductor substrate. The carbide residue was not removed even by washing with running water.

Claims (6)

アクセプタ元素を含むガラス粉末及び有機物を含む分散媒を含有するp型拡散層形成組成物を半導体基板上に付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層から前記有機物を除去する第一の熱処理工程と、
前記第一の熱処理工程後の半導体基板を熱拡散処理する第二の熱処理工程と、
を有するp型拡散層の製造方法。
Providing a p-type diffusion layer forming composition containing a glass powder containing an acceptor element and a dispersion medium containing an organic substance on a semiconductor substrate to form a composition layer;
A first heat treatment step for removing the organic matter from the composition layer;
A second heat treatment step of thermally diffusing the semiconductor substrate after the first heat treatment step;
The manufacturing method of the p-type diffused layer which has this.
前記第一の熱処理工程における処理温度を300℃から前記ガラス粉末の軟化点までの範囲内とする請求項1に記載のp型拡散層の製造方法。   The method for producing a p-type diffusion layer according to claim 1, wherein the treatment temperature in the first heat treatment step is in a range from 300 ° C. to the softening point of the glass powder. 前記第一の熱処理工程における処理時間を1分間から30分間までとする請求項1又は請求項2に記載のp型拡散層の製造方法。   The method for producing a p-type diffusion layer according to claim 1 or 2, wherein a treatment time in the first heat treatment step is 1 minute to 30 minutes. 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〜請求項3のいずれか1項に記載のp型拡散層の製造方法。   4. The p-type diffusion layer according to claim 1, wherein the acceptor element is at least one selected from B (boron), Al (aluminum), and Ga (gallium). 5. Production method. 前記ガラス粉末が、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〜請求項4のいずれか1項に記載のp型拡散層の製造方法。 The glass powder includes at least one acceptor element-containing material selected from B 2 O 3 , Al 2 O 3 and Ga 2 O 3 , SiO 2 , K 2 O, Na 2 O, Li 2 O, BaO, And at least one glass component material selected from SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V 2 O 5 , SnO, ZrO 2 and MoO 3. The manufacturing method of the p-type diffusion layer of any one of these. 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の製造方法で得られたp型拡散層を有する半導体基板の前記p型拡散層上に電極を形成する工程を有する太陽電池素子の製造方法。   The manufacturing method of the solar cell element which has the process of forming an electrode on the said p-type diffusion layer of the semiconductor substrate which has the p-type diffusion layer obtained by the manufacturing method of any one of Claims 1-5. .
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