JP2014072436A - 半導体基板パッシベーション膜形成用組成物、パッシベーション膜付半導体基板及びその製造方法、並びに太陽電池素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な手法で所望の形状に半導体基板パッシベーション膜及びｐ型拡散層を形成することができる半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を提供する。
【解決手段】下記一般式（Ｉ）で表される有機アルミニウム化合物と、アクセプタ元素を含むガラス粉末と、を含む半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。

［式中、Ｒ^１はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基を表す。ｎは０〜３の整数を表す。Ｘ^２及びＸ^３はそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を表す］
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物、パッシベーション膜付半導体基板及びその製造方法、並びに太陽電池素子及びその製造方法に関する。

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_３）、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、裏面に形成されたｎ型拡散層はｐ^＋型拡散層へ変換する必要があり、裏面全体にアルミニウム粉末及びバインダを含むアルミニウムペーストを塗布し、これを焼成してアルミニウム電極を形成することで、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、アルミニウムペーストから形成されるアルミニウム電極は導電率が低く、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ニウム電極は焼成後において１０μｍ〜２０μｍほどの厚みを有していなければならない。更に、基板であるシリコンとアルミニウムと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。

この問題を解決するために、アルミニウムペーストの塗布量を減らし、裏面電極層を薄くする方法がある。しかしながら、アルミニウムペースト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^＋型拡散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。

上記に関連して、アルミニウムペーストをシリコン基板表面の一部に付与して部分的にｐ^＋型拡散層とアルミニウム電極とを形成するポイントコンタンクトの手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このような受光面とは反対側（以下、「裏面側」ともいう）にポイントコンタクト構造を有する太陽電池の場合、アルミニウム電極以外の部分の表面において、少数キャリアの再結合速度を抑制する必要がある。そのための裏面側用の半導体基板パッシベーション膜（以下、単に「パッシベーション膜」ともいう）として、ＳｉＯ_２膜などが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような酸化膜を形成することによるパッシベーション効果としては、シリコン基板の裏面表層部シリコン原子の未結合手を終端させ、再結合の原因となる表面準位密度を低減させる効果がある。

また、少数キャリアの再結合を抑制する別の方法として、パッシベーション膜内の固定電荷が発生する電界によって少数キャリア密度を低減する方法がある。このようなパッシベーション効果は一般に電界効果と呼ばれ、負の固定電荷をもつ材料として酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）膜などが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
このようなパッシベーション膜は、一般的にはＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の方法で形成される（例えば、非特許文献１参照）。また半導体基板上に酸化アルミニウム膜を形成する簡便な手法として、ゾルゲル法による手法が提案されている（例えば非特許文献２〜４参照）。

特許第３１０７２８７号公報 特開２００４−６５６５号公報 特許第４７６７１１０号公報

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、１０４（２００８）、１１３７０３−１〜１１３７０３−７． Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ、５１７（２００９）、６３２７−６３３０ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、２６（２００９）、０８８１０２−１〜０８８１０２−４． Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｅｒａｍｉｋｋｕｓｕ Ｋｙｏｋａｉ Ｇａｋｕｊｉｔｓｕ Ｒｏｎｂｕｎｓｈｉ、９７（１９８９）３６９−３９９

非特許文献１に記載の手法は、蒸着などの複雑な製造工程を含むため、生産性を向上させることが困難な場合があった。また非特許文献２及び３に記載の手法に用いるパッシベーション膜形成用組成物では、経時的にゲル化等の不具合が発生してしまい保存安定性が充分とは言い難かった。また、ポイントコンタクトの手法では、アルミニウム電極及びｐ^＋型拡散層が半導体基板上の一部にしか形成されないため、十分なＢＳＦ効果を得ることができなかった。

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、簡便な手法で所望の形状に半導体基板パッシベーション膜を形成するとともにｐ型拡散層を形成することができる半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。

＜１＞下記一般式（Ｉ）で表される有機アルミニウム化合物と、アクセプタ元素を含むガラス粉末と、を含む半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。

［式中、Ｒ^１はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基を表す。ｎは０〜３の整数を表す。Ｘ^２及びＸ^３はそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を表す］

＜２＞前記アクセプタ元素を含むガラス粉末のアクセプタ元素が、Ｂ（ほう素）、Ａｌ（アルミニウム）及びＧａ（ガリウム）からなる群より選択される少なくとも１種である＜１＞に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。

＜３＞前記アクセプタ元素を含むガラス粉末が、Ｂ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３及びＧａ_２Ｏ_３からなる群より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_２、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＣｄＯ、Ｖ_２Ｏ_５、ＳｎＯ、ＺｒＯ_２、ＭｏＯ_３及びＭｎＯからなる群より選択される少なくとも１種のガラス成分物質と、を含む、＜１＞又は＜２＞に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。

＜４＞前記アクセプタ元素を含むガラス粉末の前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物中の含有率が２〜８０質量％である、＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。

＜５＞前記一般式（Ｉ）において、Ｒ^１がそれぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基である＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。

＜６＞前記一般式（Ｉ）において、ｎが１〜３の整数であり、Ｒ^４がそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。

＜７＞さらに樹脂を含有する＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。

＜８＞前記樹脂の含有率が半導体基板パッシベーション膜形成用組成物中に０．１質量％〜３０質量％である＜７＞に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。

＜９＞半導体基板パッシベーション膜及びｐ型拡散層を形成するために用いられる、＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。

＜１０＞半導体基板と、前記半導体基板上の全面又は一部に設けられた＜１＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と、前記半導体基板の前記パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と接する面側に形成されたｐ型拡散層と、を有するパッシベーション膜付半導体基板。

＜１１＞半導体基板上の全面又は一部に、＜１＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層を加熱処理して、半導体基板パッシベーション膜及びｐ型拡散層を形成する工程と、を有するパッシベーション膜付半導体基板の製造方法。

＜１２＞ｐ型層及びｎ型層がｐｎ接合されてなる半導体基板と、前記半導体基板の全面又は一部に設けられた＜１＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と、前記半導体基板の前記パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と接する面側に形成されたｐ型拡散層と、前記半導体基板の前記ｐ型層又は前記ｎ型層の少なくとも一方の上に配置された電極と、を有する太陽電池素子。

＜１３＞ｐ型層及びｎ型層が接合されてなるｐｎ接合並びに前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の上に配置された電極を有する半導体基板の前記電極が配置された面の少なくとも一方の上に、＜１＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、前記組成物層を加熱処理して、半導体基板パッシベーション膜及びｐ型拡散層を形成する工程と、を有する太陽電池素子の製造方法。

本発明によれば、簡便な手法で所望の形状に半導体基板パッシベーション膜を形成するとともにｐ型拡散層を形成することができる半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を提供することができる。また、本発明によれば該半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を用いたパッシベーション膜付半導体基板及び太陽電池素子を提供することができる。さらに本発明によれば該半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を用いた、パッシベーション膜付半導体基板及び太陽電池素子の製造方法を提供することができる。

本実施形態にかかる半導体基板パッシベーション膜を有する太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。 本実施形態にかかる半導体基板パッシベーション膜を有する太陽電池素子の製造方法の他の一例を模式的に示す断面図である。

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目的が達成されれば、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。さらに本明細書において組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、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。

＜半導体基板パッシベーション膜形成用組成物＞
本発明の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物は、下記一般式（Ｉ）で表される有機アルミニウム化合物と、アクセプタ元素を含むガラス粉末とを含む。前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物は必要に応じてその他の成分を更に含んでいてもよい。前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物が特定の有機アルミニウム化合物とアクセプタ元素を含むガラス粉末とを含むことで、簡便な手法で所望の形状に半導体基板パッシベーション膜を形成するとともにｐ型拡散層を形成することができる。

式中、Ｒ^１はそれぞれ独立して炭素数１〜８個のアルキル基を表す。ｎは０〜３の整数を表す。Ｘ^２及びＸ^３はそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を表す。ここでＲ^１〜Ｒ^４、Ｘ^２及びＸ^３のいずれかが複数存在する場合、複数存在する同一の記号で表される基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。

上記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を半導体基板に付与して所望の形状の組成物層を形成し、これを焼成処理することで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション膜を所望の形状に形成することができる。本発明の手法は、蒸着装置等を必要としない。さらにマスク処理等の煩雑な工程を要することなく、所望の形状にパッシベーション膜を形成できるため、簡便で生産性が高い。
前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物は特定の有機アルミニウム化合物を含むことで、ゲル化等の不具合の発生が抑制されて経時的な保存安定性に優れる。さらにアクセプタ元素を含むガラス粉末を含むことで、半導体基板にパッシベーション膜を形成するとともにｐ型拡散層を形成することができ、太陽電池素子としたときの変換効率を一層向上できる。

本明細書において、半導体基板のパッシベーション効果は、半導体基板パッシベーション膜が形成された半導体基板内の少数キャリアの実効ライフタイムをライフタイム測定装置（日本セミラボ社製のＷＴ−２０００ＰＶＮ等）を用いて、反射マイクロ波導電減衰法によって測定することで評価することができる。

ここで、実効ライフタイムτは、半導体基板内部のバルクライフタイムτ_ｂと、半導体基板表面の表面ライフタイムτ_ｓとによって下記式（Ａ）のように表される。半導体基板表面の表面準位密度が小さい場合にはτ_ｓが長くなる結果、実効ライフタイムτが長くなる。また、半導体基板内部のダングリングボンド等の欠陥が少なくなっても、バルクライフタイムτ_ｂが長くなって実効ライフタイムτが長くなる。すなわち、実効ライフタイムτの測定によってパッシベーション膜／半導体基板の界面特性、及び、ダングリングボンドなどの半導体基板の内部特性を評価することができる。
１／τ＝１／τ_ｂ＋１／τ_ｓ （Ａ）
尚、実効ライフタイムが長いほど少数キャリアの再結合速度が遅いことを示す。また実効ライフタイムが長い半導体基板を用いて太陽電池素子を構成することで、変換効率が向上する。

（有機アルミニウム化合物）
前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物は前記一般式（Ｉ）で表される有機アルミニウム化合物の少なくとも１種を含む。前記有機アルミニウム化合物は、アルミニウムアルコキシド、アルミニウムキレートなどと呼ばれる化合物を包含し、アルミニウムアルコキシド構造に加えてアルミニウムキレート構造を有していることが好ましい。また、Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｅｒａｍｉｋｋｕｓｕ Ｋｙｏｋａｉ Ｇａｋｕｊｉｔｓｕ Ｒｏｎｂｕｎｓｈｉ、９７（１９８９）３６９−３９９にも記載されているように、前記有機アルミニウム化合物は焼成処理により酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）となる。

半導体基板パッシベーション膜形成用組成物が一般式（Ｉ）で表される有機アルミニウム化合物を含有することで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション膜を形成できる理由について、発明者らは以下のように考えている。上記のような特定構造の有機アルミニウム化合物を含有する半導体パッシベーション膜形成組成物を焼成処理することにより形成される酸化アルミニウムはアモルファス状態となりやすい。このため、４配位酸化アルミニウム層が半導体基板との界面付近に形成されやすく、４配位酸化アルミニウムに起因する大きな負の固定電荷をもつことができると考えられる。この大きな負の固定電荷が半導体基板の界面近辺で電界を発生することで少数キャリアの濃度を低下させることができ、結果的に界面でのキャリア再結合速度が抑制されるため、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション膜を形成することができると考えられる。

半導体基板表面上における負の固定電荷の原因種である４配位酸化アルミニウム層の状態は、半導体基板の断面を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｌｏｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）の分析で結合様式を調べることができる。４配位酸化アルミニウムは二酸化珪素（ＳｉＯ_２）の中心が珪素からアルミニウムに同形置換した構造と考えられ、ゼオライトや粘土のように二酸化珪素と酸化アルミニウムの界面で負の電荷源として形成されることが知られている。

なお、形成された酸化アルミニウム層の状態はＸ線回折スペクトル（ＸＲＤ、Ｘ−ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）を測定することにより確認できる。例えば、ＸＲＤが特定の反射パターンを示さないことで、酸化アルミニウムがアモルファス構造であることが確認できる。また、酸化アルミニウムがもつ負の固定電荷は、ＣＶ法（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）で評価することが可能である。ただし、本発明の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物から形成された酸化アルミニウムの焼成層について、ＣＶ法から得られるその表面準位密度は、ＡＬＤやＣＶＤ法で形成される酸化アルミニウム層の場合と比べ、大きな値となる場合がある。しかし本発明の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物から形成されたパッシベーション膜は、電界効果が大きく少数キャリアの濃度が低下して表面ライフタイムτ_ｓが大きくなる。そのため、表面準位密度は相対的に問題にはならない。

一般式（Ｉ）において、Ｒ^１はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基を表し、炭素数１〜４のアルキル基であることが好ましい。Ｒ^１で表されるアルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。Ｒ^１で表されるアルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、エチルヘキシル基等を挙げることができる。中でもＲ^１で表されるアルキル基は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、炭素数１〜８の無置換のアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜４の無置換のアルキル基であることがより好ましい。

一般式（Ｉ）において、ｎは０〜３の整数を表わす。ｎは保存安定性の観点からは、１〜３の整数であることが好ましく、１又は３であることがより好ましい。パッシベーション効果の観点からは、ｎが０であることもまた好ましい。
一般式（Ｉ）において、Ｘ^２及びＸ^３はそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。保存安定性の観点から、Ｘ^２及びＸ^３の少なくとも一方は酸素原子であることが好ましい。
一般式（Ｉ）におけるＲ^２、Ｒ^３及びＲ^４はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を表す。Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４で表されるアルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４で表されるアルキル基としては、炭素数１〜８のアルキル基であり、炭素数１〜４のアルキル基であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、エチルヘキシル基等を挙げることができる。
中でも保存安定性とパッシベーション効果の観点から、Ｒ^２及びＲ^３はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１〜８の無置換のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数１〜４の無置換のアルキル基であることがより好ましい。
またＲ^４は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、水素原子又は炭素数１〜８の無置換のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数１〜４の無置換のアルキル基であることがより好ましい。

一般式（Ｉ）で表される有機アルミニウム化合物は、キレート化による反応性の抑制の観点から、ｎが１〜３であり、Ｒ^４がそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である化合物であることが好ましい。

一般式（Ｉ）で表される有機アルミニウム化合物は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、ｎが０であり、Ｒ^１がそれぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基である化合物、並びにｎが１〜３であり、Ｒ^１がそれぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘ^２及びＸ^３の少なくとも一方が酸素原子であり、Ｒ^２及びＲ^３がそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ^４が水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
さらに、ｎが０であり、Ｒ^１がそれぞれ独立して炭素数１〜４の無置換のアルキル基である化合物、並びにｎが１〜３であり、Ｒ^１がそれぞれ独立して炭素数１〜４の無置換のアルキル基であり、Ｘ^２及びＸ^３の少なくとも一方が酸素原子であり、前記酸素原子に結合するＲ^２又はＲ^３が炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘ^２又はＸ^３がメチレン基の場合、前記メチレン基に結合するＲ^２又はＲ^３が水素原子であり、Ｒ^４が水素原子である化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種であることがより好ましい。

一般式（Ｉ）で表され、ｎが０の有機アルミニウム化合物であるアルミニウムトリアルコキシドとして具体的には、トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリｓｅｃ−ブトキシアルミニウム、モノｓｅｃ-ブトキシ−ジイソプロポキシアルミニウム、トリｔｅｒｔ−ブトキシアルミニウム、トリｎ−ブトキシアルミニウム等を挙げることができる。

一般式（Ｉ）で表され、ｎが１〜３である有機アルミニウム化合物として具体的には、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）等を挙げることができる。

一般式（Ｉ）で表され、ｎが１〜３である有機アルミニウム化合物は、調製したものを用いても、市販品を用いてもよい。市販品としては例えば、川研ファインケミカル株式会社の商品名、ＡＬＣＨ、ＡＬＣＨ−ＴＲ、アルミキレートＤ、アルキミレートＡ等を挙げることができる。

また一般式（Ｉ）で表され、ｎが１〜３である有機アルミニウム化合物は、前記アルミニウムトリアルコキシドと、２つのカルボニル基を有する特定構造の化合物とを混合することで調製することができる。また市販されているアルミニウムキレート化合物を用いてもよい。
前記アルミニウムトリアルコキシドと、２つのカルボニル基を有する特定構造の化合物とを混合すると、アルミニウムトリアルコキシドのアルコキシド基の少なくとも一部が特定構造の化合物と置換して、アルミニウムキレート構造を形成する。このとき必要に応じて、溶媒が存在してもよく、また加熱処理や触媒の添加を行ってもよい。アルミニウムアルコキシド構造の少なくとも一部がアルミニウムキレート構造に置換されることで、有機アルミニウム化合物の加水分解や重合反応に対する安定性が向上し、これを含む半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の保存安定性がより向上する。

前記２つのカルボニル基を有する特定構造の化合物としては、反応性と保存安定性の観点から、β−ジケトン化合物、β−ケトエステル化合物及びマロン酸ジエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。前記２つのカルボニル基を有する特定構造の化合物として具体的には、アセチルアセトン、３−メチル−２，４−ペンタンジオン、２，３−ペンタンジオン、３−エチル−２，４−ペンタンジオン、３−ブチル−２，４−ペンタンジオン、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン、２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオン、６−メチル−２，４−ヘプタンジオン等のβ―ジケトン化合物；アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸プロピル、アセト酢酸イソブチル、アセト酢酸ブチル、アセト酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、アセト酢酸ペンチル、アセト酢酸イソペンチル、アセト酢酸ヘキシル、アセト酢酸ｎ−オクチル、アセト酢酸ヘプチル、アセト酢酸３−ペンチル、２−アセチルヘプタン酸エチル、２−ブチルアセト酢酸エチル、４，４−ジメチル−３−オキソ吉草酸エチル、４−メチル−３−オキソ吉草酸エチル、２−エチルアセト酢酸エチル、ヘキシルアセト酢酸エチル、４−メチル−３−オキソ吉草酸メチル、アセト酢酸イソプロピル、３−オキソヘキサン酸エチル、３−オキソ吉草酸エチル、３−オキソ吉草酸メチル、３−オキソヘキサン酸メチル、２−メチルアセト酢酸エチル、３−オキソヘプタン酸エチル、３−オキソヘプタン酸メチル、４，４−ジメチル−３−オキソ吉草酸メチル等のβ―ケトエステル化合物；マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジプロピル、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジブチル、マロン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチル、マロン酸ジヘキシル、マロン酸ｔｅｒｔ−ブチルエチル、メチルマロン酸ジエチル、エチルマロン酸ジエチル、イソプロピルマロン酸ジエチル、ブチルマロン酸ジエチル、ｓｅｃ−ブチルマロン酸ジエチル、イソブチルマロン酸ジエチル、１−メチルブチルマロン酸ジエチル等のマロン酸ジエステルなどを挙げることができる。

前記有機アルミニウム化合物がアルミニウムキレート構造を有する場合、アルミニウムキレート構造の数は１〜３であれば特に制限されない。中でも、保存安定性の観点から、１又は３であることが好ましく、溶解度の観点から、１であることがより好ましい。アルミニウムキレート構造の数は、例えば前記アルミニウムトリアルコキシドと、アルミニウムとキレートを形成し得る化合物とを混合する比率を適宜調整することで制御することができる。また市販のアルミニウムキレート化合物から所望の構造を有する化合物を適宜選択してもよい。

一般式（Ｉ）で表される有機アルミニウム化合物のうち、焼成時の反応性と組成物としての保存安定性の観点から、具体的にはｎが１〜３である有機アルミニウム化合物を用いることが好ましく、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロポキシド、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）を用いることがより好ましく、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロポキシドを用いることがさらに好ましい。

前記有機アルミニウム化合物におけるアルミニウムキレート構造の存在は、通常用いられる分析方法で確認することができる。例えば、赤外分光スペクトル、核磁気共鳴スペクトル、融点等を用いて確認することができる。

前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物に含まれる前記有機アルミニウム化合物の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。例えば、有機アルミニウム化合物の含有率は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物中に１質量％〜７０質量％とすることができ、３質量％〜６０質量％であることが好ましく、５質量％〜５０質量％であることがより好ましく、１０質量％〜３０質量％であることがさらに好ましい。
有機アルミニウム化合物は、液状であっても固体であってもよく、特に制限はない。パッシベーション効果と保存安定性の観点から、常温での安定性や、溶解性又は分散性が良好な有機アルミニウム化合物を用いることで、形成されるパッシベーション膜の均一性がより向上し、所望のパッシベーション効果を安定的に得ることができる。

（アクセプタ元素を含むガラス粉末）
本発明の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物はアクセプタ元素を含むガラス粉末を含有する。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。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。アクセプタ元素がガラス粉末に含まれた状態でｐ型拡散層の形成に使用することは、保存安定性の点で有利である。

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_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３及びＧａ_２Ｏ_３が挙げられる。拡散速度の制御のしやすさの観点からは、Ｂ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３及びＧａ_２Ｏ_３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、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。
ガラス成分物質としては、ＳｉＯ_２、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＣｄＯ、Ｖ_２Ｏ_５、ＳｎＯ、ＺｒＯ_２、ＭｏＯ_３、ＭｎＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｙ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＧｅＯ_２、ＴｅＯ_２及びＬｕ_２Ｏ_３等が挙げられ、ＳｉＯ_２、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＣｄＯ、Ｖ_２Ｏ_５、ＳｎＯ、ＺｒＯ_２及びＭｏＯ_３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。

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ものが挙げられ、Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２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_２Ｏ_３−ＺｎＯ系、Ｂ_２Ｏ_３−ＰｂＯ系、Ｂ_２Ｏ_３単独系等のアクセプタ元素含有物質としてＢ_２Ｏ_３を含む系、Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系等のアクセプタ元素含有物質としてＡｌ_２Ｏ_３を含む系、Ｇａ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、系等のアクセプタ元素含有物質としてＧａ_２Ｏ_３を含む系などのガラス粉末が挙げられる。
また、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系、Ｇａ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３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_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｎａ_２Ｏ等、３成分以上の物質を含むガラス粉末でもよい。

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。

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。

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、半導体基板パッシベーション膜形成用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、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。

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。

半導体基板パッシベーション膜形成用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。

半導体基板パッシベーション膜形成用組成物に含まれるアクセプタ元素を含むガラス粉末の一般式（Ｉ）で表される有機アルミニウム化合物に対する質量比（有機アルミニウム化合物／アクセプタ元素を含むガラス粉末）はパッシベーション効果とアクセプタ元素拡散性の両立の観点から０．０１〜１０００であることが好ましく、０．０５〜５００であることがより好ましく、０．１〜１００であることがさらに好ましい。

さらに、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物に含まれるアクセプタ元素の一般式（Ｉ）で表される有機アルミニウム化合物に対する質量比（有機アルミニウム化合物／アクセプタ元素）はパッシベーション効果とアクセプタ元素拡散性の両立の観点から０．０００１〜１０００であることが好ましく、０．０００５〜５００であることがより好ましく、０．００１〜１００であることがさらに好ましい。

（樹脂）
前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物は、樹脂を含んでいても良い。樹脂を含むことで、前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物が半導体基板上に付与されて形成される組成物層の形状安定性がより向上し、パッシベーション膜を前記組成物層が形成された領域に、所望の形状で選択的に形成する傾向にある。

前記樹脂の種類は特に制限されない。中でも半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を半導体基板上に付与する際に、良好なパターン形成ができる範囲に粘度調整が可能な樹脂であることが好ましい。前記樹脂として具体的には、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、セルロースエーテル類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルセルロース等のセルロース誘導体、ゼラチン及びゼラチン誘導体、澱粉及び澱粉誘導体、アルギン酸ナトリウム類、キサンタン及びキサンタン誘導体、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（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、シロキサン樹脂及びこれらの共重合体などを挙げることができる。これらの樹脂は１種類を単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

これらの樹脂のなかでも、保存安定性とパターン形成性の観点から、酸性及び塩基性の官能基を有さない中性樹脂を用いることが好ましく、含有量が少量の場合においても容易に粘度及びチキソ性を調節できる観点から、セルロース誘導体を用いることがより好ましい。
上記樹脂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好ましい。前記樹脂の重量平均分子量は、保存安定性とパターン形成性の観点から、１００〜１０，０００，０００であることが好ましく、１，０００〜５，０００，０００であることがより好ましい。なお、樹脂の重量平均分子量はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を用いて測定される分子量分布から標準ポリスチレンの検量線を使用して換算して求められる。

前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物が樹脂を含有する場合、樹脂の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物中の含有率は目的に応じて適宜選択することができる。例えば、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の総質量中に０．１質量％〜３０質量％であることが好ましい。パターン形成をより容易にするようなチキソ性を発現させる観点から、前記含有率は１質量％〜２５質量％であることがより好ましく、１．５質量％〜２０質量％であることがより好ましく、１．５質量％〜１０質量％であることがさらに好ましい。

前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物が樹脂を含有する場合、前記有機アルミニウム化合物に対する前記樹脂の含有比率は、目的に応じて適宜選択することができる。中でも、パターン形成性と保存安定性の観点から、有機アルミニウム化合物に対する樹脂の含有比率（樹脂／有機アルミニウム化合物）は、０．００１〜１０００であることが好ましく、０．０１〜１００であることがより好ましく、０．１〜１であることがさらに好ましい。

（溶媒）
前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物は溶媒を含むことが好ましい。半導体基板パッシベーション膜形成用組成物が溶媒を含有することで、粘度の調整がより容易になり、付与性がより向上し、より均一な焼成層を形成することができる。前記溶媒は特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。中でも前記有機アルミニウム化合物、及び前記樹脂を溶解して均一な溶液を与えることができる溶媒が好ましく、有機溶剤の少なくとも１種を含むことがより好ましい。これらは１種類を単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

溶媒として具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−イソプロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ペンチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサノン、２，４−ペンタンジオン、アセトニルアセトン等のケトン系溶剤；ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチル−ｎ−プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチル−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールメチル−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールメチル−ｎ−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールメチル−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールメチル−ｎ−ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラエチレングリコールメチル−ｎ−ブチルエーテル、テトラエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、テトラエチレングリコールメチル−ｎ−ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル−ｎ−ヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチル−ｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチル−ｎ−ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールジエチルエーテル、テトラ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、テトラプロピレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチル−ｎ−ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル等のエーテル系溶剤；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸ｎ−ペンチル、酢酸ｓｅｃ−ペンチル、酢酸３−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸２−エチルブチル、酢酸２−エチルヘキシル、酢酸２−（２−ブトキシエトキシ）エチル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸ジエチレングリコールメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、プロピオン酸イソアミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−ｎ−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ｎ−ブチル、乳酸ｎ−アミル、エチレングリコールメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のエステル系溶剤；アセトニトリル、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−エチルピロリジノン、Ｎ−プロピルピロリジノン、Ｎ−ブチルピロリジノン、Ｎ−ヘキシルピロリジノン、Ｎ−シクロヘキシルピロリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤；メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、イソペンタノール、２−メチルブタノール、ｓｅｃ−ペンタノール、ｔ−ペンタノール、３−メトキシブタノール、ｎ−ヘキサノール、２−メチルペンタノール、ｓｅｃ−ヘキサノール、２−エチルブタノール、ｓｅｃ−ヘプタノール、ｎ−オクタノール、２−エチルヘキサノール、ｓｅｃ−オクタノール、ｎ−ノニルアルコール、ｎ−デカノール、ｓｅｃ−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、ｓｅｃ−テトラデシルアルコール、ｓｅｃ−ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、イソボルニルシクロヘキサノール等のアルコール系溶剤；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、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；水などが挙げられる。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。

中でも前記溶媒は、半導体基板への付与性及びパターン形成性の観点から、テルペン系溶剤、エステル系溶剤、及びアルコール系溶剤からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましく、テルペン系溶剤からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことがより好ましい。
半導体基板パッシベーション膜形成用組成物中の溶媒の含有量は、付与性、パターン形成性、保存安定性を考慮し決定される。例えば溶媒の含有量は、組成物の付与性とパターン形成性の観点から、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物中に５質量％〜９８質量％であることが好ましく、１０質量％〜９５質量％であることがより好ましい。

前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物は、酸性化合物又は塩基性化合物を含有してもよい。半導体基板パッシベーション膜形成用組成物が酸性化合物又は塩基性化合物を含有する場合、保存安定性の観点から、酸性化合物又は塩基性化合物の含有率は半導体基板パッシベーション膜形成用組成物中にそれぞれ１質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以下であることがより好ましい。
前記酸性化合物としては、ブレンステッド酸及びルイス酸を挙げることができる。具体的には塩酸、硝酸等の無機酸、酢酸等の有機酸などを挙げることができる。また塩基性化合物としては、ブレンステッド塩基及びルイス塩基を挙げることができる。具体的にはアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等の無機塩基、トリアルキルアミン、ピリジン等の有機塩基などを挙げることができる。

前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の粘度は特に制限されず、半導体基板への付与方法等に応じて適宜選択するこができる。例えば、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の粘度は０．０１Ｐａ・ｓ〜１００００Ｐａ・ｓとすることができる。中でもパターン形成性の観点から、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の粘度は０．１Ｐａ・ｓ〜１０００Ｐａ・ｓであることが好ましい。なお、前記粘度は回転式せん断粘度計を用いて、２５℃、せん断速度１．０ｓ^−１で測定される。
また前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物のせん断粘度は特に制限されない。中でもパターン形成性の観点から、せん断速度１．０ｓ^−１におけるせん断粘度η_１をせん断速度１０ｓ^−１におけるせん断粘度η_２で除して算出されるチキソ比（η_１／η_２）が１．０５〜１００であることが好ましく、１．１〜５０であることがより好ましい。なお、せん断粘度は、コーンプレート（直径５０ｍｍ、コーン角１°）を装着した回転式のせん断粘度計を用いて、温度２５℃で測定される。

（半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の製造方法）
前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の製造方法には特に制限はない。例えば、有機アルミニウム化合物とアクセプタ元素を含むガラス粉末と必要に応じて溶媒とを、通常用いられる混合方法で混合することで製造することができる。半導体基板パッシベーション膜形成用組成物が樹脂を含む場合は、樹脂を溶媒に溶解した後、これと有機アルミニウム化合物とアクセプタ元素を含むガラス粉末とを混合することで製造してもよい。
さらに前記有機アルミニウム化合物は、アルミニウムアルコキシドと、アルミニウムとキレートを形成可能な化合物とを混合して調製してもよい。その際、適宜溶媒を用いても、加熱処理を行ってもよい。このようにして調製した有機アルミニウム化合物を用いて半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を製造してもよい。
なお、前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物中に含まれる成分、及び各成分の含有量はＴＧ／ＤＴＡ等の熱分析、ＮＭＲ、ＩＲ等のスペクトル分析、ＨＰＬＣ、ＧＰＣ等のクロマトグラフ分析などを用いて確認することができる。

＜パッシベーション膜付半導体基板＞
本発明のパッシベーション膜付半導体基板は、半導体基板と、前記半導体基板上の全面又は一部に設けられた前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と、前記半導体基板の前記パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と接する面側に形成されたｐ型拡散層と、を有する。前記パッシベーション膜付半導体基板は、前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層であるパッシベーション膜を有することで優れたパッシベーション効果を示し、また、半導体基板のパッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と接する面側に形成されたｐ型拡散層を有することで、優れた少数キャリア再結合抑制効果を示す。

前記半導体基板は、ｐ型半導体基板であっても、ｎ型半導体基板であってもよい。中でもパッシベーション効果の観点から、パッシベーション膜が形成される面がｐ型層である半導体基板であることが好ましい。前記半導体基板上のｐ型層は、ｐ型半導体基板に由来するｐ型層であっても、ｐ型拡散層又はｐ^＋型拡散層として、ｎ型半導体基板又はｐ型半導体基板中に形成されたものであってもよい。
また前記半導体基板の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば５０μｍ〜１０００μｍとすることができ、７５μｍ〜７５０μｍであることが好ましい。

前記半導体基板上に形成されたパッシベーション膜の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、２ｎｍ〜２５０μｍであることが好ましく、３ｎｍ〜２２０μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜２００μｍであることが更に好ましい。

前記パッシベーション膜付き半導体基板は、太陽電池素子、発光ダイオード素子等に適用することができる。例えば、太陽電池素子に適用することで変換効率に優れた太陽電池素子を得ることができる。

＜パッシベーション膜付半導体基板の製造方法＞
本発明のパッシベーション膜付半導体基板の製造方法は、半導体基板の全面又は一部に、前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、前記組成物層を加熱処理してパッシベーション膜及びｐ型拡散層を形成する工程と、を有する。前記製造方法は必要に応じてその他の工程を更に含んでいてもよい。
前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を用いることで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション膜及びｐ型拡散層を所望の形状に、簡便な方法で形成することができる。

前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与する半導体基板としては特に制限されず、目的に応じて通常用いられるものから適宜選択することができる。前記半導体基板としては、シリコン、ゲルマニウム等にｐ型不純物又はｎ型不純物をドープしたものであれば特に制限されない。中でもシリコン基板であることが好ましい。また半導体基板は、ｐ型半導体基板であっても、ｎ型半導体基板であってもよい。中でもパッシベーション効果の観点から、パッシベーション膜が形成される面がｐ型層である半導体基板であることが好ましい。前記半導体基板上のｐ型層は、ｐ型半導体基板に由来するｐ型層であっても、ｐ型拡散層又はｐ^＋型拡散層として、ｎ型半導体基板又はｐ型半導体基板中に形成されたものであってもよい。
また前記半導体基板の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば５０μｍ〜１０００μｍとすることができ、７５μｍ〜７５０μｍであることが好ましい。

前記パッシベーション膜付き半導体基板の製造方法は、前記組成物層を形成する工程の前に、半導体基板上にアルカリ水溶液を付与する工程をさらに有することが好ましい。すなわち、半導体基板上に前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与する前に、半導体基板の表面をアルカリ水溶液で洗浄することが好ましい。アルカリ水溶液で洗浄することで、半導体基板表面に存在する有機物、パーティクル等を除去することができ、パッシベーション効果がより向上する。アルカリ水溶液による洗浄の方法としては、一般的に知られているＲＣＡ洗浄などを例示することができる。例えばアンモニア水−過酸化水素水の混合溶液に半導体基板を浸し、６０℃〜８０℃で処理することで、有機物及びパーティクルを除去、洗浄することできる。洗浄時間は、１０秒〜１０分間であることが好ましく、３０秒〜５分間であることがさらに好ましい。

半導体基板上に、前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を用いて組成物層を形成する方法には特に制限はない。例えば、公知の塗布方法等を用いて、半導体基板上に前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与する方法を挙げることができる。具体的には、浸漬法、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、インクジェット法等を挙げることができる。これらの中でもパターン形成性の観点から、各種の印刷法、インクジェット法等が好ましい。

前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の付与量は、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、形成されるパッシベーション膜の膜厚が、後述する所望の膜厚となるように適宜調整することができる。
なお、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の組成によっては、半導体基板への付与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を設けることが好ましい場合がある。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、乾燥機等を用いる場合は１０分〜３０分程度で乾燥させる。この乾燥条件は、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の溶剤の組成に応じて適宜選択可能であり、特に前記条件に限定されない。

半導体基板上に形成される半導体基板パッシベーション膜形成用組成物は、１層でも２層以上であってもよい。半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を２層以上有する構造は、例えば、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の塗布工程及び乾燥工程をそれぞれ二回以上繰り返して形成することができる。

半導体基板パッシベーション膜形成用組成物によって形成された組成物層を加熱処理して、前記組成物層に由来する焼成物層を形成することで、半導体基板上に半導体基板パッシベーション膜を形成することができる。
組成物層の加熱条件は、組成物層に含まれる有機アルミニウム化合物をその焼成物である酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）に変換可能であれば特に制限されない。中でも特定の結晶構造を持たないアモルファス状のＡｌ_２Ｏ_３層を形成可能な加熱条件であることが好ましい。半導体基板パッシベーション膜がアモルファス状のＡｌ_２Ｏ_３層で構成されることで、半導体基板パッシベーション膜により効果的に負電荷を持たせることができ、より優れたパッシベーション効果を得ることができる。また、この加熱処理により、組成物中に含まれるＢ、Ａｌ又、ａ等のアクセプタ元素が半導体基板中へ拡散し、ｐ型拡散層が形成される。

Ａｌ_２Ｏ_３層の形成のための加熱処理工程とｐ型拡散層の形成のための加熱処理工程は、同時に行っても二段階に分けてもよい。必要であれば、さらに別の加熱処理工程を加えてもよい。半導体基板パッシベーション膜形成用組成物が媒体や有機バインダを含む場合、より良好な特性のｐ型拡散層を形成するために、昇温の段階で例えば２００℃〜８００℃、好ましくは４００℃〜７５０℃で加熱処理して組成物層に含まれる媒体や樹脂を除去することが好ましい。

Ａｌ_２Ｏ_３層を形成するための加熱処理の温度は４００℃〜９００℃が好ましく、４５０℃〜８５０℃がより好ましい。加熱時間は加熱温度等に応じて適宜選択できる。例えば、０．１時間〜１０時間とすることができ、０．２時間〜５時間であることが好ましい。
ｐ型拡散層を形成するための加熱処理の温度は６００℃〜１２５０℃が好ましく、８００℃〜１０５０℃がより好ましい。この加熱処理により、半導体基板中へアクセプタ元素が拡散してｐ型拡散層が形成される。加熱処理には公知の連続炉、バッチ炉等が適用できる。また加熱処理における熱拡散雰囲気は酸素の割合が５体積％未満であることが好ましい。ｐ型拡散層を形成するための加熱処理温度が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効果が得られる傾向にある。また１２５０℃以下であると、基板が劣化することを抑制できる。尚、ｐ型拡散層を形成する加熱処理は、短時間熱処理（ＲＴＰ）技術を用いて実施することもできる。

前記パッシベーション膜付半導体基板の製造方法によって製造されるパッシベーション膜の膜厚は特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。例えばパッシベーション膜の平均膜厚は、２ｎｍ〜２５０μｍであることが好ましく、３ｎｍ〜２２０μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜２００μｍであることが更に好ましい。
尚、形成されたパッシベーション膜の膜厚は、触針式段差・表面形状測定装置(例えば、Ａｍｂｉｏｓ社製)を用いて常法により、３点の厚みを測定し、その算術平均値として算出される。

前記パッシベーション膜付半導体基板の製造方法は、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与した後、焼成処理によってパッシベーション膜を形成する工程と熱拡散処理してｐ型層を形成する工程の前に、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物からなる組成物層を乾燥処理する工程をさらに有していてもよい。組成物層を乾燥処理する工程を有することで、より均一なパッシベーション効果を有するパッシベーション膜を形成することができる。

組成物層を乾燥処理する工程は、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物に含まれることがある溶媒の少なくとも一部を除去することができれば、特に制限されない。乾燥処理は例えば３０℃〜２５０℃で１分間〜６０分間の加熱処理とすることができ、４０℃〜２２０℃で３分間〜４０分間の加熱処理であることが好ましい。また乾燥処理は、常圧下で行なっても減圧下で行なってもよい。

＜太陽電池素子＞
本発明の太陽電池素子は、ｐ型層及びｎ型層がｐｎ接合されてなる半導体基板と、前記半導体基板の全面又は一部に設けられた前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と、前記半導体基板の前記パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と接する面側に形成されたｐ型拡散層と、前記半導体基板の前記ｐ型層又は前記ｎ型層の少なくとも一方の上に配置された電極と、を有する。前記太陽電池素子は、必要に応じてその他の構成要素を更に有していてもよい。
前記太陽電池素子は、前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物から形成されたパッシベーション膜を有することで、変換効率に優れる。

前記パッシベーション膜が設けられる半導体基板の面は、ｐ型層であっても、ｎ型層であってもよい。中でも変換効率の観点からｐ型層であることが好ましい。前記半導体基板上のｐ型層は、ｐ型半導体基板に由来するｐ型層であっても、ｐ型拡散層又はｐ^＋型拡散層として、ｎ型半導体基板又はｐ型半導体基板上に形成されたものであってもよい。

前記半導体基板の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば５０μｍ〜１０００μｍとすることができ、７５μｍ〜７５０μｍであることが好ましい。
また前記半導体基板上に形成されたパッシベーション膜の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えばパッシベーション膜の平均膜厚は、２ｎｍ〜２５０μｍであることが好ましく、３ｎｍ〜２２０μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜２００μｍであることが更に好ましい。
前記太陽電池素子の形状や大きさに制限はない。例えば、一辺が１２５ｍｍ〜１５６ｍｍの正方形であることが好ましい。

＜太陽電池素子の製造方法＞
本発明の太陽電池素子の製造方法は、ｐ型層及びｎ型層が接合されてなるｐｎ接合と、前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の上に配置された電極と、を有する半導体基板の前記電極が配置された面の少なくとも一方の上に、前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、前記組成物層を加熱処理して、半導体基板パッシベーション膜及びｐ型拡散層を形成する工程と、を有する。前記太陽電池素子の製造方法は、必要に応じてその他の工程を更に有していてもよい。

前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を用いることで、所望の形状のｐ型拡散層と優れたパッシベーション効果を有する半導体基板パッシベーション膜を備え、変換効率に優れる太陽電池素子を簡便な方法で製造することができる。さらに電極が形成された半導体基板上に、所望の形状となるように半導体基板パッシベーション膜を形成することができ、太陽電池素子の生産性に優れる。

前記ｐ型層及びｎ型層の少なくとも一方の上に電極が配置され、かつｐｎ接合を有する半導体基板は、通常用いられる方法で製造することができる。例えば半導体基板の所望の領域に、銀ペースト、アルミニウムペースト等の電極形成用ペーストを付与し、必要に応じて焼成処理することで製造することができる。

前記半導体基板パッシベーション膜が設けられる半導体基板の面は、ｐ型層であっても、ｎ型層であってもよい。中でも変換効率の観点からｐ型層であることが好ましい。
前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を用いて半導体基板パッシベーション膜を形成する方法の詳細は、既述のパッシベーション膜付半導体基板の製造方法と同様であり、好ましい態様も同様である。
前記半導体基板上に形成される半導体基板パッシベーション膜の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えばパッシベーション膜の平均膜厚は、２ｎｍ〜２５０μｍであることが好ましく、３ｎｍ〜２２０μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜２００μｍであることが更に好ましい。

次に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態にかかる半導体基板パッシベーション膜を有する太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す工程図を断面図として示したものである。但し、この工程図は本発明をなんら制限するものではない。

図１（ａ）に示すように、ｐ型半導体基板１には、表面近傍にｎ^＋型拡散層２が形成され、最表面に反射防止膜３が形成されている。反射防止膜３としては、窒化ケイ素膜、酸化チタン膜などが挙げられる。反射防止膜３とｐ型半導体基板１との間に酸化ケイ素などの表面保護膜（図示せず）が更に存在していてもよい。

次いで図１（ｂ）に示すように、裏面の一部の領域にアルミ電極ペーストなどの裏面電極５を形成する材料を塗布した後に熱処理して、裏面電極５を形成すると共にｐ型半導体基板１中にアルミニウム原子を拡散させてｐ^＋型拡散層４を形成する。

次いで図１（ｃ）に示すように、受光面側に電極形成用ペーストを塗布した後に熱処理して表面電極７を形成する。電極形成用ペーストとしてファイヤースルー性を有するガラス粉末を含むものを用いることで、図１（ｃ）に示すように反射防止膜３を貫通して、ｎ^＋型拡散層２の上に、表面電極７を形成してオーミックコンタクトを得ることができる。

最後に図１（ｄ）に示すように、裏面電極５が形成された領域以外の裏面のｐ型層上に、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与して組成物層を形成する。付与は例えばスクリーン印刷等の塗布法により行うことができる。ｐ型層上に形成された組成物層を焼成処理して半導体基板パッシベーション膜６とｐ^＋型拡散層（図示せず）を形成する。裏面のｐ型層上に、前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物から形成された半導体基板パッシベーション膜６を形成することで、発電効率に優れた太陽電池素子を製造することができる。

図１に示す製造工程を含む製造方法で製造される太陽電池素子では、アルミニウム等から形成される裏面電極をポイントコンタクト構造とすることができ、基板の反りなどを低減することができる。更に前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を用いることで、電極形成された領域以外のｐ型層上にのみ優れた生産性で半導体基板パッシベーション膜を形成することができる。

また図１（ｄ）では裏面部分にのみ半導体基板パッシベーション膜を形成する方法を示したが、半導体基板１の裏面側に加えて、側面にも半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与し、これを焼成処理することで半導体基板１の側面（エッジ）に半導体基板パッシベーション膜をさらに形成してもよい（図示せず）。これにより、発電効率により優れた太陽電池素子を製造することができる。
さらにまた、裏面部分に半導体基板パッシベーション膜を形成せず、側面のみに本発明の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を塗布、乾燥して半導体基板パッシベーション膜を形成してもよい。本発明の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物は、側面のような結晶欠陥が多い場所に使用すると、その効果が特に大きい。

図１では電極形成後に半導体基板パッシベーション膜を形成する態様について説明したが、パッシベーション膜形成後に、更にアルミニウムなどの電極を蒸着などによって所望の領域に形成してもよい。

図２は、本実施形態にかかる半導体基板パッシベーション膜を有する太陽電池素子の製造方法の別の一例を模式的に示す工程図を断面図として示したものである。具体的には、図２はアルミ電極ペースト又は熱拡散処理によりｐ^＋型拡散層を形成可能なｐ型拡散層形成用組成物を用いてｐ^＋型拡散層を形成後、アルミ電極ペーストの熱処理物又はｐ^＋型拡散層形成用組成物の熱処理物を除去する工程を含む工程図を断面図として説明するものである。ここでｐ型拡散層形成用組成物としては例えば、アクセプタ元素含有物質とガラス成分とを含む組成物を挙げることができる。

図２（ａ）に示すように、ｐ型半導体基板１には、表面近傍にｎ^＋型拡散層２が形成され、表面に反射防止膜３が形成されている。反射防止膜３としては、窒化ケイ素膜、酸化チタン膜などが挙げられる。

次いで図２（ｂ）に示すように、裏面の一部の領域にｐ^＋型拡散層形成用組成物を塗布した後に熱処理して、ｐ^＋型拡散層４を形成する。ｐ^＋型拡散層４上にはｐ^＋型拡散層形成用組成物の熱処理物８が形成されている。
ここでｐ型拡散層形成用組成物に代えて、アルミニウム電極ペーストを用いてもよい。アルミニウム電極ペーストを用いた場合には、ｐ^＋型拡散層４上にはアルミニウム電極８が形成される。

次いで図２（ｃ）に示すように、ｐ^＋型拡散層４上に形成されたｐ型拡散層形成用組成物の熱処理物８又はアルミニウム電極８をエッチングなどの手法により除去する。

次いで図２（ｄ）に示すように、受光面（表面）及び裏面の一部の領域に選択的に電極形成用ペーストを塗布した後に熱処理して、受光面（表面）に表面電極７を、裏面に裏面電極５をそれぞれ形成する。受光面側に塗布する電極形成用ペーストとしてファイヤースルー性を有するガラス粉末を含むものを用いることで、図２（ｃ）に示すように反射防止膜３を貫通して、ｎ^＋型拡散層２の上に、表面電極７が形成されてオーミックコンタクトを得ることができる。
また裏面電極が形成される領域にはすでにｐ^＋型拡散層４が形成されているため、裏面電極５を形成する電極形成用ペーストには、アルミニウム電極ペーストに限定されず、銀電極ペースト等のより低抵抗な電極を形成可能な電極用ペーストを用いることもできる。これにより、さらに発電効率を高めることも可能になる。

最後に図２（ｅ）に示すように、裏面電極５が形成された領域以外の裏面のｐ型層上に、半導体パッシベーション膜形成用組成物を付与して組成物層を形成する。付与は例えばスクリーン印刷等の塗布法により行うことができる。ｐ型層上に形成された組成物層を焼成処理して半導体基板パッシベーション膜６とｐ^＋型拡散層を形成する。裏面のｐ型層上に、前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物から形成された半導体基板パッシベーション膜６とｐ^＋型拡散層を形成することで、発電効率に優れた太陽電池素子を製造することができる。

また図２（ｅ）では裏面部分にのみ半導体基板パッシベーション膜を形成する方法を示したが、ｐ型半導体基板１の裏面側に加えて、側面にも半導体基板パッシベーション膜形成用材料を塗布、乾燥することでｐ型半導体基板１の側面（エッジ）に半導体基板パッシベーション膜をさらに形成してもよい（図示せず）。これにより、発電効率がさらに優れた太陽電池素子を製造することができる。
さらにまた、裏面部分に半導体基板パッシベーション膜を形成せず、側面のみに本発明の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与し、これを焼成処理して半導体基板パッシベーション膜を形成してもよい。本発明の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物は、側面のような結晶欠陥が多い場所に使用すると、その効果が特に大きい。

図２では電極形成後に半導体基板パッシベーション膜を形成する態様について説明したが、半導体基板パッシベーション膜形成後に、更にアルミなどの電極を蒸着などによって所望の領域に形成してもよい。

上述した実施形態では、受光面にｎ^＋型拡散層が形成されたｐ型半導体基板を用いた場合について説明を行ったが、受光面にｐ^＋型拡散層が形成されたｎ型半導体基板を用いた場合にも同様にして、太陽電池素子を製造することができる。尚、その場合は裏面側にｎ^＋型拡散層を形成することとなる。

上記では半導体基板としてｐ型半導体基板を用いた例を示したが、ｎ型半導体基板を用いた場合も、上記に準じて変換効率に優れる太陽電池素子を製造することができる。

＜太陽電池＞
太陽電池は、前記太陽電池素子の少なくとも１つを含み、太陽電池素子の電極上に配線材料が配置されて構成される。太陽電池はさらに必要に応じて、配線材料を介して複数の太陽電池素子が連結され、さらに封止材で封止されて構成されていてもよい。
前記配線材料及び封止材としては特に制限されず、当業界で通常用いられているものから適宜選択することができる。
前記太陽電池の大きさに制限はない。例えば、受光面の面積が０．５ｍ^２〜３ｍ^２であることが好ましい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、「％」は質量基準である。

＜実施例１＞
（半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の調製）
粒子形状が略球状で、平均粒子径が４．９μｍ、軟化点５６１℃のＢ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｒ_２Ｏ（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）を３．１ｇ、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート（川研ファインケミカル社製、商品名：ＡＬＣＨ）を３．８ｇ、テルピネオール（日本テルペン化学社製）を４．７ｇ、イソボルニルシクロヘキサノール（日本テルペン化学社製、商品名：テルソルブＭＴＰＨ）を１７．０ｇを攪拌用具を用いて手で混合し、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物１を調製した。

なお、ガラス粉末の形状は（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。ガラス粉末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。ガラス粉末の軟化点は（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。

（パッシベーション膜の形成と評価）
半導体基板として、表面がミラー形状の単結晶型ｐ型シリコン基板（ＳＵＭＣＯ製、５０ｍｍ角、厚さ：６２５μｍ、）を用いた。
上記で得られた半導体基板パッシベーション膜形成用組成物１をシリコン基板上に、スクリーン印刷法を用いて全面に付与した。その後、半導体基板パッシベーション膜形成用組成物１を付与したシリコン基板を１５０℃で５分間乾燥処理した。次いで８５０℃で１０間焼成処理した後、室温で放冷してパッシベーション膜付基板を作製した。パッシベーション膜付基基板の実効ライフタイム（μｓ）を、ライフタイム測定装置（日本セミラボ製ＷＴ−２０００ＰＶＮ）を用いて、室温で反射マイクロ波光電導減衰法により測定した。実効ライフタイムは、２６０μｓであった。
シリコン基板の深さ方向の元素濃度をＳＩＭＳ分析計（ＣＡＭＥＣＡ製、ＩＭＳ−７Ｆ）で測定した。サンプルはシリコン基板表面にあるパッシベーション膜をそのままにして測定し、Ｓｉの濃度が急上昇した箇所をパッシベーション膜と基板の界面とし、界面の深さを０μｍとした。
ＳＩＭＳ分析をおこなったところ、界面から０．１８μｍの深さまで１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上の濃度のホウ素が存在していた。このことから、シリコン基板にｐ型拡散層が十分に形成されたことがわかる。

＜比較例１＞
（半導体基板パッシベーション膜形成用組成物２の調製）
エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを３６．１ｇ、テルピネオールを４８．１ｇ、イソボルニルシクロヘキサノールを１８６．２ｇを攪拌用具を用いて手で混合し、アクセプタ元素としてホウ素を含むガラス粉末を含まない半導体基板パッシベーション膜形成用組成物２を調製した。

（パッシベーション膜の形成と評価）
上記で得られた半導体基板パッシベーション膜形成用組成物２を用いたこと以外は実施例１と同様にしてパッシベーション膜付シリコン基板を作製した。実施例１と同様にして測定した実効ライフタイムは、２６０μｓであった。
実施例１と同様にしてＳＩＭＳ分析をおこなったところ、ホウ素の濃度について１μｍの深さまで測定したが、いずれの深さにおいても１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３より小さかった。このことから、ｐ型シリコン基板に由来するホウ素以外のアクセプタ元素を含まない比較例１ではｐ型拡散層が十分に形成されていないことがわかる。

以上から、本発明の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を用いることで優れたパッシベーション効果を有する半導体基板パッシベーション膜を形成できることが分かる。また本発明の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物はｐ型拡散層を十分に形成できることが分かる。さらに本発明の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を用いることで、簡便な工程で所望の形状に半導体基板パッシベーション膜及びｐ型拡散層を形成できることがわかる。

１ ｐ型半導体基板
２ ｎ^＋型拡散層
３ 反射防止膜
４ ｐ^＋型拡散層
５ 裏面電極
６ パッシベーション膜
７ 表面電極
８ ｐ^＋型拡散層形成組成物の熱処理物又はアルミニウム電極

Claims (13)

1. 下記一般式（Ｉ）で表される有機アルミニウム化合物と、アクセプタ元素を含むガラス粉末と、を含む半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。
   
   ［式中、Ｒ^１はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基を表す。ｎは０〜３の整数を表す。Ｘ^２及びＸ^３はそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を表す］
2. 前記アクセプタ元素を含むガラス粉末のアクセプタ元素が、Ｂ（ほう素）、Ａｌ（アルミニウム）及びＧａ（ガリウム）からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。
3. 前記アクセプタ元素を含むガラス粉末が、Ｂ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３及びＧａ_２Ｏ_３からなる群より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_２、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＣｄＯ、Ｖ_２Ｏ_５、ＳｎＯ、ＺｒＯ_２、ＭｏＯ_３及びＭｎＯからなる群より選択される少なくとも１種のガラス成分物質と、を含む、請求項１又は請求項２に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。
4. 前記アクセプタ元素を含むガラス粉末の前記半導体基板パッシベーション膜形成用組成物中の含有率が２〜８０質量％である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。
5. 前記一般式（Ｉ）において、Ｒ^１がそれぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。
6. 前記一般式（Ｉ）において、ｎが１〜３の整数であり、Ｒ^４がそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。
7. さらに樹脂を含有する請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。
8. 前記樹脂の含有率が半導体基板パッシベーション膜形成用組成物中に０．１質量％〜３０質量％である請求項７に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。
9. 半導体基板パッシベーション膜及びｐ型拡散層を形成するために用いられる、請求項１〜請求項８に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物。
10. 半導体基板と、前記半導体基板上の全面又は一部に設けられた請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と、前記半導体基板の前記パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と接する面側に形成されたｐ型拡散層と、を有するパッシベーション膜付半導体基板。
11. 半導体基板上の全面又は一部に、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
    前記組成物層を加熱処理して、半導体基板パッシベーション膜及びｐ型拡散層を形成する工程と、を有するパッシベーション膜付半導体基板の製造方法。
12. ｐ型層及びｎ型層がｐｎ接合されてなる半導体基板と、
    前記半導体基板の全面又は一部に設けられた請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と、
    前記半導体基板の前記パッシベーション膜形成用組成物の焼成物層と接する面側に形成されたｐ型拡散層と、
    前記半導体基板の前記ｐ型層又は前記ｎ型層の少なくとも一方の上に配置された電極と、を有する太陽電池素子。
13. ｐ型層及びｎ型層が接合されてなるｐｎ接合並びに前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の上に配置された電極を有する半導体基板の前記電極が配置された面の少なくとも一方の上に、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の半導体基板パッシベーション膜形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
    前記組成物層を加熱処理して、半導体基板パッシベーション膜及びｐ型拡散層を形成する工程と、を有する太陽電池素子の製造方法。