JP5679545B2 - 拡散剤組成物、不純物拡散層の形成方法、および太陽電池 - Google Patents

拡散剤組成物、不純物拡散層の形成方法、および太陽電池 Download PDF

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Description

本発明は、拡散剤組成物、不純物拡散層の形成方法、および太陽電池に関するものである。
一般に太陽電池の製造において、半導体基板中にＰ型やＮ型の不純物拡散層を形成する場合には、Ｐ型やＮ型の不純物拡散成分を含む拡散剤を半導体基板表面に塗布し、塗布された拡散剤から不純物拡散成分を半導体基板中に拡散させて、不純物拡散層を形成している。
拡散剤を半導体基板表面に塗布する方法としては、スピンコート法が多く用いられているが、スクリーン印刷法などの他の方法を採用する試みもなされている。また、これにともなって、種々の方法に適用可能な拡散剤が求められるようになった。例えば、特許文献１には、スクリーン印刷法に適用するためのホウ素拡散用塗布液（拡散剤組成物）が開示されている。
特開２００７−３５７１９号公報
一般に、太陽電池に多用されている半導体基板はシリコン基板であり、当該シリコン基板の表面にはテクスチャと呼ばれる２μｍ程度の細かい凹凸が形成されている。そのため、半導体基板の表面に拡散剤組成物を塗布すると、凸部上の拡散剤組成物が凹部に流れ込んでしまい、凸部が露出してしまう可能性があった。あるいは、拡散剤組成物が凹部に流れ込むことで拡散剤組成物の層厚が不均一となり、拡散剤組成物が加熱により収縮した際にクラックが生じたり、拡散剤組成物の層が基板から浮き上がって不純物拡散成分の拡散効率が低下してしまう可能性があった。そのため、拡散剤組成物には、半導体基板表面に均一に塗布できること、すなわち塗膜形成性が高いことが求められている。
また、拡散剤を半導体基板表面に塗布する他の方法として、スプレー塗布法を採用する試みもなされている。スプレー塗布法に適用するための拡散剤組成物には、拡散剤組成物に対する基本的な要求である塗膜形成性が高いことに加えて、スプレーノズルの目詰まりを起こしにくいこと、すなわち吐出安定性が高いことが求められる。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた塗膜形成性および吐出安定性を有し、スプレー塗布法に好適に採用可能な拡散剤組成物、当該拡散剤組成物を用いた不純物拡散層の形成方法、および太陽電池を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様は拡散剤組成物であり、この拡散剤組成物は、半導体基板への不純物拡散剤層の形成に用いられる拡散剤組成物であって、不純物拡散成分（Ａ）と、ケイ素化合物（Ｂ）と、沸点が１００℃以下である溶剤（Ｃ１）、沸点が１２０〜１８０℃である溶剤（Ｃ２）、および沸点が２４０〜３００℃である溶剤（Ｃ３）を含む溶剤（Ｃ）と、を含有することを特徴とする。
この態様によれば、優れた塗膜形成性および吐出安定性を有し、スプレー塗布法に好適に採用可能な拡散剤組成物を得ることができる。
本発明の他の態様は不純物拡散層の形成方法であり、この不純物拡散層の形成方法は、上記態様の拡散剤組成物をスプレー塗布により印刷して所定パターンの不純物拡散剤層を形成するパターン形成工程と、拡散剤組成物の不純物拡散成分（Ａ）を半導体基板に拡散させる拡散工程と、を含むことを特徴とする。
この態様によれば、より高精度に不純物拡散層を形成することができる。
本発明のさらに他の態様は太陽電池であり、この太陽電池は、上記態様の不純物拡散層の形成方法により不純物拡散層が形成された半導体基板を備えたことを特徴とする。
この態様によれば、より信頼性の高い太陽電池を得ることができる。
本発明によれば、優れた塗膜形成性および吐出安定性を有し、スプレー塗布法に好適に採用可能な拡散剤組成物、当該拡散剤組成物を用いた不純物拡散層の形成方法、および太陽電池を提供することができる。
図１（Ａ）〜図１（Ｄ）は、実施の形態に係る不純物拡散層の形成方法を含む太陽電池の製造方法を説明するための工程断面図である。 図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、実施の形態に係る不純物拡散層の形成方法を含む太陽電池の製造方法を説明するための工程断面図である。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
本実施の形態に係る拡散剤組成物は、半導体基板への不純物拡散剤層の形成に用いられる拡散剤組成物であって、好ましくは、スプレー塗布による不純物拡散剤層の形成に用いられる拡散剤組成物である。そして、本実施の形態に係る拡散剤組成物は、不純物拡散成分（Ａ）と、ケイ素化合物（Ｂ）と、沸点が１００℃以下である溶剤（Ｃ１）、沸点が１２０〜１８０℃である溶剤（Ｃ２）、および沸点が２４０〜３００℃である溶剤（Ｃ３）を含む溶剤（Ｃ）と、を含有する。以下、本実施の形態に係る拡散剤組成物の各成分について詳細に説明する。
≪不純物拡散成分（Ａ）≫
不純物拡散成分（Ａ）は、一般にドーパントとして太陽電池の製造に用いられる化合物である。不純物拡散成分（Ａ）は、ＩＩＩ族（１３族）元素の化合物を含むＰ型の不純物拡散成分、またはＶ族（１５族）元素の化合物を含むＮ型の不純物拡散成分であり、太陽電池における電極を形成する工程において、半導体基板内にＰ型またはＮ型の不純物拡散層（不純物拡散領域）を形成することができる。ＩＩＩ族元素の化合物を含むＰ型の不純物拡散成分は、太陽電池における電極を形成する工程において、Ｎ型の半導体基板内にＰ型の不純物拡散層を形成することができ、Ｐ型の半導体基板内にＰ＋型（高濃度Ｐ型）の不純物拡散層を形成することができる。不純物拡散成分（Ａ）に含まれるＩＩＩ族元素の化合物としては、例えば、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３などが挙げられ、不純物拡散成分（Ａ）にはこれらの化合物が１種類以上含まれる。また、Ｖ族元素の化合物を含むＮ型の不純物拡散成分は、太陽電池における電極を形成する工程において、Ｐ型の半導体基板内にＮ型の不純物拡散層を形成することができ、Ｎ型の半導体基板内にＮ＋型（高濃度Ｎ型）の不純物拡散層を形成することができる。不純物拡散成分（Ａ）に含まれるＶ族元素の化合物としては、例えば、Ｐ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、Ｓｂ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３、ＳｂＣｌ３、Ａｓ（ＯＣ４Ｈ９）３などが挙げられる。
不純物拡散成分（Ａ）の濃度は、半導体基板に形成される不純物拡散層の層厚などに応じて適宜調整される。たとえば、不純物拡散成分（Ａ）は、拡散剤組成物の全質量に対して０．１質量％以上含まれることが好ましく、１．０質量％以上含まれることがさらに好ましい。また、不純物拡散成分（Ａ）は、拡散剤組成物の全質量に対して１０質量％以下含まれることが好ましい。
≪ケイ素化合物（Ｂ）≫
ケイ素化合物（Ｂ）は、半導体基板上へのケイ素系被覆形成に用いられる従来公知の化合物であればよく、特に限定されない。ケイ素化合物（Ｂ）としては、例えば、ＳｉＯ２微粒子、およびアルコキシシランを加水分解して得られる反応生成物（以下、適宜、アルコキシシランの加水分解生成物という）からなる群から選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。以下、ＳｉＯ２微粒子、およびアルコキシシランの加水分解生成物のそれぞれについて説明する。
＜ＳｉＯ２微粒子＞
ＳｉＯ２微粒子の大きさは、平均粒径が１μｍ以下であることが好ましい。平均粒径が１μｍを上回ると、スプレー塗布装置を用いて拡散剤組成物を塗布する場合に、スプレーノズルにおける拡散剤組成物の通過が妨げられるおそれがある。ＳｉＯ２微粒子の具体例としては、ヒュームドシリカなどが挙げられる。
＜アルコキシシランの加水分解生成物＞
加水分解生成物の出発材料となるアルコキシシランは、下記一般式（１）で表されるＳｉ含有化合物である。
Ｒ１ ｎＳｉ（ＯＲ２）４−ｎ （１）
［式（１）中、Ｒ１は水素原子、アルキル基、またはアリール基であり、Ｒ２はアルキル基またはアリール基であり、ｎは０、１、または２の整数を表す。Ｒ１が複数の場合は複数のＲ１は同じでも異なってもよく、（ＯＲ２）が複数の場合は複数の（ＯＲ２）は同じでも異なってもよい。］
Ｒ１がアルキル基の場合には、炭素数１〜２０の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましく、炭素数１〜４の直鎖状または分岐状のアルキル基がより好ましい。Ｒ１のうち少なくとも１つはアルキル基またはアリール基であることが好ましい。アリール基は、例えばフェニル基である。
Ｒ２がアルキル基の場合には、炭素数１〜５の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましく、加水分解速度の点から炭素数１〜３のアルキル基がより好ましい。ｎは好ましくは０である。アリール基は、例えばフェニル基である。
上記一般式（１）におけるｎが０の場合のアルコキシシラン（ｉ）は、例えば下記一般式（２）で表される。
Ｓｉ（ＯＲ２１）ａ（ＯＲ２２）ｂ（ＯＲ２３）ｃ（ＯＲ２４）ｄ （２）
［上記式（２）中、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、およびＲ２４は、それぞれ独立に上記Ｒ２と同じアルキル基またはアリール基を表す。ａ、ｂ、ｃ、およびｄは、０≦ａ≦４、０≦ｂ≦４、０≦ｃ≦４、０≦ｄ≦４であって、かつａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝４の条件を満たす整数である。］
上記一般式（１）におけるｎが１の場合のアルコキシシラン（ｉｉ）は、例えば下記一般式（３）で表される。
Ｒ３１Ｓｉ（ＯＲ３２）ｅ（ＯＲ３３）ｆ（ＯＲ３４）ｇ （３）
［上記式（３）中、Ｒ３１は、上記Ｒ１と同じ水素原子、アルキル基、またはアリール基を表す。Ｒ３２、Ｒ３３、およびＲ３４は、それぞれ独立に上記Ｒ２と同じアルキル基またはアリール基を表す。ｅ、ｆ、およびｇは、０≦ｅ≦３、０≦ｆ≦３、０≦ｇ≦３であって、かつｅ＋ｆ＋ｇ＝３の条件を満たす整数である。］
上記一般式（１）におけるｎが２の場合のアルコキシシラン（ｉｉｉ）は、例えば下記一般式（４）で表される。
Ｒ４１Ｒ４２Ｓｉ（ＯＲ４３）ｈ（ＯＲ４４）ｉ （４）
［上記式（４）中、Ｒ４１およびＲ４２は、上記Ｒ１と同じ水素原子、アルキル基、またはアリール基を表す。ただし、Ｒ４１およびＲ４２のうちの少なくとも１つはアルキル基またはアリール基を表す。Ｒ４３およびＲ４４は、それぞれ独立に上記Ｒ２と同じアルキル基またはアリール基を表す。ｈおよびｉは、０≦ｈ≦２、０≦ｉ≦２であって、かつｈ＋ｉ＝２の条件を満たす整数である。］
アルコキシシラン（ｉ）の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラペンチルオキシシラン、テトラフェニルオキシシラン、トリメトキシモノエトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、トリエトキシモノメトキシシラン、トリメトキシモノプロポキシシラン、モノメトキシトリブトキシシラン、モノメトキシトリペンチルオキシシラン、モノメトキシトリフェニルオキシシラン、ジメトキシジプロポキシシラン、トリプロポキシモノメトキシシラン、トリメトキシモノブトキシシラン、ジメトキシジブトキシシラン、トリエトキシモノプロポキシシラン、ジエトキシジプロポキシシラン、トリブトキシモノプロポキシシラン、ジメトキシモノエトキシモノブトキシシラン、ジエトキシモノメトキシモノブトキシシラン、ジエトキシモノプロポキシモノブトキシシラン、ジプロポキシモノメトキシモノエトキシシラン、ジプロポキシモノメトキシモノブトキシシラン、ジプロポキシモノエトキシモノブトキシシラン、ジブトキシモノメトキシモノエトキシシラン、ジブトキシモノエトキシモノプロポキシシラン、モノメトキシモノエトキシモノプロポキシモノブトキシシラン等のテトラアルコキシシランが挙げられ、中でもテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが好ましい。
アルコキシシラン（ｉｉ）の具体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリペンチルオキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、エチルトリペンチルオキシシラン、エチルトリフェニルオキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリペンチルオキシシラン、プロピルトリフェニルオキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリプロポキシシラン、ブチルトリペンチルオキシシラン、ブチルトリフェニルオキシシラン、メチルモノメトキシジエトキシシラン、エチルモノメトキシジエトキシシラン、プロピルモノメトキシジエトキシシラン、ブチルモノメトキシジエトキシシラン、メチルモノメトキシジプロポキシシラン、メチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、メチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、エチルモノメトキシジプロポキシシラン、エチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、エチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、プロピルモノメトキシジプロポキシシラン、プロピルモノメトキシジペンチルオキシシラン、プロピルモノメトキシジフェニルオキシシラン、ブチルモノメトキシジプロポキシシラン、ブチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、ブチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、メチルメトキシエトキシプロポキシシラン、プロピルメトキシエトキシプロポキシシラン、ブチルメトキシエトキシプロポキシシラン、メチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン、エチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン、プロピルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン、ブチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等が挙げられ、中でもメチルトリアルコキシシラン（特にメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン）が好ましい。
アルコキシシラン（ｉｉｉ）の具体例としては、メチルジメトキシシラン、メチルメトキシエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルメトキシプロポキシシラン、メチルメトキシペンチルオキシシラン、メチルメトキシフェニルオキシシラン、エチルジプロポキシシラン、エチルメトキシプロポキシシラン、エチルジペンチルオキシシラン、エチルジフェニルオキシシラン、プロピルジメトキシシラン、プロピルメトキシエトキシシラン、プロピルエトキシプロポキシシラン、プロピルジエトキシシラン、プロピルジペンチルオキシシラン、プロピルジフェニルオキシシラン、ブチルジメトキシシラン、ブチルメトキシエトキシシラン、ブチルジエトキシシラン、ブチルエトキシプロポキシシシラン、ブチルジプロポキシシラン、ブチルメチルジペンチルオキシシラン、ブチルメチルジフェニルオキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルメトキシエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジペンチルオキシシラン、ジメチルジフェニルオキシシラン、ジメチルエトキシプロポキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルメトキシプロポキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルエトキシプロポキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジプロピルジペンチルオキシシラン、ジプロピルジフェニルオキシシラン、ジブチルジメトキシシラン、ジブチルジエトキシシラン、ジブチルジプロポキシシラン、ジブチルメトキシペンチルオキシシラン、ジブチルメトキシフェニルオキシシラン、メチルエチルジメトキシシラン、メチルエチルジエトキシシラン、メチルエチルジプロポキシシラン、メチルエチルジペンチルオキシシラン、メチルエチルジフェニルオキシシラン、メチルプロピルジメトキシシラン、メチルプロピルジエトキシシラン、メチルブチルジメトキシシラン、メチルブチルジエトキシシラン、メチルブチルジプロポキシシラン、メチルエチルエトキシプロポキシシラン、エチルプロピルジメトキシシラン、エチルプロピルメトキシエトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルメトキシエトキシシラン、プロピルブチルジメトキシシラン、プロピルブチルジエトキシシラン、ジブチルメトキシエトキシシラン、ジブチルメトキシプロポキシシラン、ジブチルエトキシプロポキシシラン等が挙げられ、中でもメチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシランが好ましい。
上記加水分解生成物を得るために用いるアルコキシシランは、上記アルコキシシラン（ｉ）〜（ｉｉｉ）の中から適宜選択することができる。アルコキシシランとしては、アルコキシシラン（ｉ）が特に好ましい。また、これらのアルコキシシランを混合して用いる場合、より好ましい組み合わせはアルコキシシラン（ｉ）とアルコキシシラン（ｉｉ）との組み合わせである。アルコキシシラン（ｉ）とアルコキシシラン（ｉｉ）とを用いる場合、これらの使用割合はアルコキシシラン（ｉ）が１０〜６０モル％で、アルコキシシラン（ｉｉ）が９０〜４０モル％の範囲内が好ましく、アルコキシシラン（ｉ）が１５〜５０モル％で、アルコキシシラン（ｉｉ）が８５〜５０モル％の範囲内がより好ましい。またアルコキシシラン（ｉｉ）は、上記一般式（３）におけるＲ３１が好ましくはアルキル基またはアリール基であり、より好ましくはアルキル基である。
上記加水分解生成物は、例えば、上記アルコキシシラン（ｉ）〜（ｉｉｉ）の中から選ばれる１種または２種以上を、酸触媒、水、有機溶剤の存在下で加水分解する方法で調製することができる。
酸触媒は有機酸、無機酸のいずれも使用することができる。無機酸としては、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等を使用することができ、中でも、リン酸、硝酸が好適である。有機酸としては、ギ酸、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、氷酢酸、無水酢酸、プロピオン酸、ｎ−酪酸等のカルボン酸、および硫黄含有酸残基を有する有機酸を使用することができる。硫黄含有酸残基を有する有機酸としては、有機スルホン酸などが挙げられ、それらのエステル化物としては有機硫酸エステル、有機亜硫酸エステル等が挙げられる。これらの中で、特に有機スルホン酸、例えば、下記一般式（５）で表される化合物が好ましい。
Ｒ１３−Ｘ （５）
［上記式（５）中、Ｒ１３は、置換基を有していてもよい炭化水素基であり、Ｘはスルホン酸基である。］
上記一般式（５）において、Ｒ１３としての炭化水素基は、炭素数１〜２０の炭化水素基が好ましい。この炭化水素基は、飽和のものでも不飽和のものでもよいし、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれであってもよい。Ｒ１３の炭化水素基が環状の場合、例えばフェニル基、ナフチル基、アントリル基等の芳香族炭化水素基が好ましく、中でもフェニル基が好ましい。この芳香族炭化水素基における芳香環には、置換基として炭素数１〜２０の炭化水素基が１個または複数個結合していてもよい。当該芳香環上の置換基としての炭化水素基は、飽和のものでも不飽和のものでもよいし、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれであってもよい。また、Ｒ１３としての炭化水素基は、１個または複数個の置換基を有していてもよく、この置換基としては、例えばフッ素原子等のハロゲン原子、スルホン酸基、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基等が挙げられる。上記一般式（５）で表わされる有機スルホン酸としては、レジストパターン下部の形状改善効果の点から、特にノナフルオロブタンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、またはこれらの混合物等が好ましい。
上記酸触媒は、水の存在下でアルコキシシランを加水分解する際の触媒として作用するが、使用する酸触媒の量は、加水分解反応の反応系中の濃度が１〜１０００ｐｐｍ、特に５〜８００ｐｐｍの範囲になるように調製することが好ましい。水の添加量は、これによってシロキサンポリマーの加水分解率が変わるので、得ようとする加水分解率に応じて決められる。
加水分解反応の反応系における有機溶剤は、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール（ＩＰＡ）、ｎ−ブタノールのような一価アルコール、メチル−３−メトキシプロピオネート、エチル−３−エトキシプロピオネートのようなアルキルカルボン酸エステル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール等の多価アルコール、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プロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールのモノエーテル類あるいはこれらのモノアセテート類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトンのようなケトン類、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、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、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のような多価アルコールの水酸基をすべてアルキルエーテル化した多価アルコールエーテル類等が挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
このような反応系でアルコキシシランを加水分解反応させることによりシロキサンポリマーが得られる。当該加水分解反応は、通常５〜１００時間程度で完了するが、反応時間を短縮させるには、８０℃を超えない温度範囲で加熱することが好ましい。
反応終了後、合成されたシロキサンポリマーと、反応に用いた有機溶剤を含む反応溶液が得られる。シロキサンポリマーは、従来公知の方法により有機溶媒と分離し、乾燥することにより得ることができる。
本実施の形態に係る拡散剤組成物におけるケイ素化合物（Ｂ）の配合量は、拡散剤組成物の全質量に対して、ＳｉＯ２換算で２〜１０質量％であることが好ましい。上記範囲で配合することにより拡散剤組成物の被膜にクラックが発生することを抑制することができ、また良好な不純物の拡散効果が得られる。
≪溶剤（Ｃ）≫
溶剤（Ｃ）（溶剤成分）は、沸点が１００℃以下である溶剤（Ｃ１）、沸点が１２０〜１８０℃である溶剤（Ｃ２）、および沸点が２４０〜３００℃である溶剤（Ｃ３）を含む。以下、各溶剤（Ｃ１）〜（Ｃ３）のそれぞれについて説明する。
＜溶剤（Ｃ１）＞
溶剤（Ｃ１）は、沸点が１００℃以下の溶剤であり、常圧での沸点がこの条件にあてはまるものであれば、いかなる溶剤であってもよい。溶剤（Ｃ１）を含むことで、拡散剤組成物中で不純物拡散成分（Ａ）が溶解した状態とすることができ、また、拡散剤組成物の乾燥速度が速くなって、塗布後のパターンの滲みや広がりを防止することができる。このような溶剤（Ｃ１）の具体例としては、メタノール（沸点：６４．７℃）、エタノール（沸点：７８．４℃）、酢酸エチル（沸点：７７．１℃）、酢酸メチル（沸点：５６．９℃）、メチルエチルケトン（沸点：７９．５℃）、アセトン（沸点：５６．５℃）等を挙げることができる。これらの溶剤は、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。溶剤（Ｃ１）としては、特にエタノールが好ましい。
溶剤（Ｃ１）は、拡散剤組成物の溶剤（Ｃ）の全質量に対して、７０質量％以上となるように含まれることが好ましく、さらに、７０〜８０質量％となるように含まれることが好ましい。溶剤（Ｃ１）が７０質量％未満の場合には、所望量の不純物拡散成分（Ａ）を溶解できない可能性がある。また、溶剤（Ｃ１）は、拡散剤組成物の全質量に対して、５０〜７０質量％となるように含まれることが好ましい。
＜溶剤（Ｃ２）＞
溶剤（Ｃ２）は、沸点が１２０〜１８０℃、すなわち１２０℃以上かつ１８０℃以下の溶剤であり、常圧での沸点がこの条件にあてはまるものであればいかなる溶剤であってもよい。溶剤（Ｃ２）を含むことで、拡散剤組成物の塗膜形成性が向上して、塗布後に形成される拡散剤組成物層（不純物拡散剤層）の塗りムラの発生を防止することができる。このような溶剤（Ｃ２）の具体例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）（沸点：１２０℃）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（沸点：１３２℃）、プロピレングリコールモノブチルエーテル（沸点：１７０℃）、プロピレングリコールモノプロピルエーテル（沸点：１５０℃）、３−メトキシブチルアセテート（沸点：１７１℃）等を挙げることができる。これらの溶剤の中でもグリコール類は、溶剤の粘度が用途に適しているため好ましい。これらの溶剤は、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
溶剤（Ｃ２）は、拡散剤組成物の溶剤成分の全質量に対して、１０質量％以上となるように含まれることが好ましく、さらに、１０〜２０質量％となるように含まれることが好ましい。溶剤（Ｃ２）が１０質量％以上の場合には、塗膜形成性の向上効果を十分に得ることができる。また、溶剤（Ｃ２）は、拡散剤組成物の全質量に対して、５〜２０質量％となるように含まれることが好ましい。
＜溶剤（Ｃ３）＞
溶剤（Ｃ３）は、沸点が２４０〜３００℃、すなわち２４０℃以上かつ３００℃以下の溶剤であり、常圧での沸点がこの条件にあてはまるものであればいかなる溶剤であってもよい。溶剤（Ｃ３）を含むことで、拡散剤組成物の過度の乾燥を抑えることができ、これによりスプレーノズルの目詰まりを防ぐことができる。その結果、拡散剤組成物の吐出安定性が向上して、スプレー塗布法による安定的な不純物拡散剤層の形成が可能となる。また、溶剤（Ｃ３）を添加することで不純物拡散性能が向上する。これは、溶剤（Ｃ３）が有する、不純物拡散成分（Ａ）中の不純物化合物の還元機能によるものであると推測される。このような溶剤（Ｃ３）の具体例としては、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＴＰＧＭ）（沸点：２４２℃）、テキサノール（沸点：２４４℃）、グリセリン（沸点：２９０℃）、トリエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点：２７１℃）等を挙げることができる。これらの溶剤の中でもグリコール類は、溶剤の粘度が用途に適しているため好ましい。これらの溶剤は、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
溶剤（Ｃ３）は、拡散剤組成物の溶剤成分の全質量に対して、１０質量％以上となるように含まれることが好ましく、さらに、１０〜２０質量％となるように含まれることが好ましい。溶剤（Ｃ３）が１０質量％以上の場合には、吐出安定性の向上効果を十分に得ることができる。また、溶剤（Ｃ３）は、拡散剤組成物の全質量に対して、５〜２０質量％となるように含まれることが好ましい。
≪その他の成分（Ｄ）≫
本実施の形態に係る拡散剤組成物は、その他の成分（Ｄ）として一般的な界面活性剤や消泡剤等を含有してもよい。例えば、界面活性剤を含むことによって、塗布性、平坦化性、展開性を向上させることができ、塗布後に形成される拡散剤組成物層の塗りムラの発生を減少させることができる。このような界面活性剤として、従来公知のものを用いることができるが、シリコーン系の界面活性剤が好ましい。また、界面活性剤は、拡散剤組成物全体に対し、５００〜３０００質量ｐｐｍ、特に６００〜２５００質量ｐｐｍの範囲で含まれることが好ましい。さらに２０００質量ｐｐｍ以下であると、拡散処理後の拡散剤組成物層の剥離性に優れるため、より好ましい。界面活性剤は単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。
また、拡散剤組成物は、その他の成分（Ｄ）として、不純物拡散成分（Ａ）の拡散助剤であるポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）やジプロピレングリコール（ＤＰＧ）等の添加剤を含有してもよい。
本実施の形態に係る拡散剤組成物中に含まれる金属不純物（上述した不純物拡散成分（Ａ）、ケイ素化合物（Ｂ）、および溶剤（Ｃ）に含まれる金属成分以外）の濃度は、５００ｐｐｂ以下であることが好ましい。これにより、金属不純物の含有によって生じる光起電力効果の効率の低下を抑えることができる。
≪拡散剤組成物の調製方法≫
本実施の形態に係る拡散剤組成物は、上述した各成分を従来公知の方法により、任意の順番で、均一な溶液となるように混合することにより調製することができる。この際、全固形分濃度が６質量％以下になるように調製することが好ましい。このような濃度にすることにより、吐出後に形成されるパターンを適切な厚さに調整することができる。
≪不純物拡散層の形成方法、および太陽電池の製造方法≫
図１（Ａ）〜図２（Ｄ）を参照して、Ｎ型の半導体基板にスプレー塗布法を用いてＰ型の不純物拡散層を形成する方法と、これにより不純物拡散層が形成された半導体基板を備えた太陽電池の製造方法について説明する。図１（Ａ）〜図１（Ｄ）、および図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、実施の形態に係る不純物拡散層の形成方法を含む太陽電池の製造方法を説明するための工程断面図である。
本実施の形態に係る不純物拡散層の形成方法は、Ｎ型の半導体基板にＰ型の不純物拡散成分（Ａ）を含有する上述の拡散剤組成物をスプレー塗布により印刷して所定パターンの不純物拡散剤層を形成するパターン形成工程と、拡散剤組成物の不純物拡散成分（Ａ）を半導体基板に拡散させる拡散工程と、を含む。
まず、図１（Ａ）に示すように、シリコン基板などのＮ型の半導体基板１を用意する。そして、図１（Ｂ）に示すように、周知のウェットエッチング法を用いて、半導体基板１の一方の主表面に、微細な凹凸構造を有するテクスチャ部１ａを形成する。このテクスチャ部１ａによって、半導体基板１表面の光の反射が防止される。続いて、図１（Ｃ）に示すように、半導体基板１のテクスチャ部１ａ側の主表面に、Ｐ型の不純物拡散成分（Ａ）を含有する上述の拡散剤組成物２を塗布する。
拡散剤組成物２は、スプレー塗布法により半導体基板１の表面に塗布される。すなわち、
任意のスプレー塗布装置を用いて、当該スプレー塗布装置のスプレーノズルから拡散剤組成物２を吐出して、拡散剤組成物２を半導体基板１の表面に吹き付けることで、半導体基板１の表面に拡散剤組成物２を印刷する。このようにして所定パターンの不純物拡散剤層を形成した後、オーブンなどの周知の手段を用いて塗布した拡散剤組成物２を乾燥させる。
次に、図１（Ｄ）に示すように、拡散剤組成物２が塗布された半導体基板１を電気炉内に載置して焼成する。焼成の後、電気炉内で拡散剤組成物２中のＰ型の不純物拡散成分（Ａ）を半導体基板１の表面から半導体基板１内に拡散させる。なお、電気炉に代えて、慣用のレーザーの照射により半導体基板１を加熱してもよい。このようにして、Ｐ型の不純物拡散成分（Ａ）が半導体基板１内に拡散してＰ型不純物拡散層３が形成される。
次に、図２（Ａ）に示すように、周知のエッチング法により、拡散剤組成物２を除去する。そして、図２（Ｂ）に示すように、周知の化学気相成長法（ＣＶＤ法）、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて、半導体基板１のテクスチャ部１ａ側の主表面に、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなるパッシベーション膜４を形成する。このパッシベーション膜４は、反射防止膜としても機能する。
次に、図２（Ｃ）に示すように、例えば銀（Ａｇ）ペーストをスクリーン印刷することにより、半導体基板１のパッシベーション膜４側の主表面に表面電極５をパターニングする。表面電極５は、太陽電池の効率が高まるようにパターン形成される。また、例えばアルミニウム（Ａｌ）ペーストをスクリーン印刷することにより、半導体基板１の他方の主表面に裏面電極６を形成する。
次に、図２（Ｄ）に示すように、裏面電極６が形成された半導体基板１を電気炉内に載置して焼成した後、裏面電極６を形成しているアルミニウムを半導体基板１内に拡散させる。これにより、裏面電極６側の電気抵抗を低減することができる。以上の工程により、本実施の形態に係る太陽電池１０を製造することができる。
以上説明したように、本実施の形態に係る拡散剤組成物は、半導体基板への不純物拡散剤層の形成に用いられる拡散剤組成物であって、不純物拡散成分（Ａ）と、ケイ素化合物（Ｂ）と、沸点が１００℃以下である溶剤（Ｃ１）、沸点が１２０〜１８０℃である溶剤（Ｃ２）、および沸点が２４０〜３００℃である溶剤（Ｃ３）を含む溶剤（Ｃ）と、を含有している。これにより、拡散剤組成物に優れた塗膜形成性および吐出安定性をもたせることができる。また、拡散剤組成物に優れた拡散性能をもたせることができる。さらに、本実施の形態に係る拡散剤組成物は、このように優れた塗膜形成性および吐出安定性を備えているため、スプレー塗布による不純物拡散剤層の形成に好適に用いることができる。そして、塗膜形成性、吐出安定性、および拡散性に優れたこの拡散剤組成物を用いて不純物拡散層を形成した場合には、より高精度に不純物拡散層を形成することができる。さらに、この拡散剤組成物を用いることでより精度の高い不純物拡散層の形成が可能となるため、そのような不純物拡散層を含む太陽電池の信頼性を向上させることができる。
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれるものである。上述の実施の形態と以下の変形例との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。
上述の実施の形態に係る拡散剤組成物は、スプレー塗布法に好適に採用可能なものであるが、スピンオン法、インクジェット印刷法、ロールコート印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、オフセット印刷法などの他の印刷法に採用することもできる。
以下、本発明の実施例を説明するが、これら実施例は、本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。
≪評価試験Ｉ．塗膜形成性および吐出安定性の評価≫
参考例Ｉ−１，Ｉ−２，Ｉ−４、実施例Ｉ−３、比較例Ｉ−１〜Ｉ−５に係る拡散剤組成物の成分および含有比を表１に示す。表中の各数値の単位は質量％であり、各成分の割合は拡散剤組成物の全質量に対する割合である。なお、ケイ素化合物（Ｂ）の含有比は、ＳｉＯ２換算での値である。
Figure 0005679545
表１中の略語は以下の化合物を示す。
ＰＰＧ：ポリプロピレングリコール
ＥｔＯＨ：エタノール
ＰＧＭＥ：プロピレングリコールモノメチルエーテル
ＨＧ：ヘキシレングリコール
ＭＦＴＧ：メチルプロピレントリグリコール
（参考例Ｉ−１）
＜ドーパント液の作成＞
エタノールに不純物拡散成分（Ａ）としてのＢ２Ｏ３を添加し、６０℃の湯浴にて３時間加熱攪拌してＢ２Ｏ３をエタノールに溶解させて、ドーパント液を作成した。ドーパント液は、Ｂ２Ｏ３濃度が１０％となるように調製した。
＜塗布原液の作成＞
エタノール、ケイ素化合物（Ｂ）としてのテトラエトキシシラン、および濃塩酸を混合して、ＳｉＯ２系被膜形成用塗布液（塗布原液）を作成した。
＜添加剤溶液の作成＞
添加剤（Ｄ）としてのポリプロピレングリコール（商品名：サンニックス・ＰＰ−４０００、三洋化成工業株式会社製）をエタノールで２倍希釈し、ポリプロピレングリコール濃度が５０％であるエタノール溶液（添加剤溶液）を作成した。
＜拡散剤組成物の作成＞
上述のドーパント液、塗布原液、および添加剤溶液を混合し、溶剤（Ｃ１）としてのエタノール、溶剤（Ｃ２）としてのプロピレングリコールモノメチルエーテル、および溶剤（Ｃ３）としてのメチルプロピレントリグリコール（日本乳化剤株式会社製、ＴＰＧＭに相当）を含む溶剤（Ｃ）を混合液に添加して拡散剤組成物を調製した。拡散剤組成物におけるＳｉＯ２固形分濃度は８．１質量％、Ｂ２Ｏ３固形分濃度は１．９質量％、添加剤濃度は７．０質量％とした。溶剤（Ｃ）の組成比は、溶剤（Ｃ１）：溶剤（Ｃ２）：溶剤（Ｃ３）＝８：１：１とした。
（参考例Ｉ−２）
参考例Ｉ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。ＳｉＯ２固形分濃度は７．０質量％、Ｂ２Ｏ３固形分濃度は２．２質量％、溶剤（Ｃ）の組成比は、溶剤（Ｃ１）：溶剤（Ｃ２）：溶剤（Ｃ３）＝７：２：１とした。
（実施例Ｉ−３）
参考例Ｉ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。ＳｉＯ２固形分濃度は７．０質量％、Ｂ２Ｏ３固形分濃度は２．２質量％、溶剤（Ｃ）の組成比は、溶剤（Ｃ１）：溶剤（Ｃ２）：溶剤（Ｃ３）＝７：１：２とした。
（参考例Ｉ−４）
参考例Ｉ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。ＳｉＯ２固形分濃度は７．０質量％、Ｂ２Ｏ３固形分濃度は２．２質量％、溶剤（Ｃ３）をメチルプロピレントリグリコールに替えてテキサノールとした。
（比較例Ｉ−１）
参考例Ｉ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。溶剤（Ｃ）の組成は、溶剤（Ｃ１）としてのエタノールのみとした。
（比較例Ｉ−２）
参考例Ｉ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。溶剤（Ｃ）の組成は、溶剤（Ｃ１）としてのエタノール、および溶剤（Ｃ３）としてのメチルプロピレントリグリコールとし、その組成比を溶剤（Ｃ１）：溶剤（Ｃ３）＝８：２とした。
（比較例Ｉ−３）
参考例Ｉ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。溶剤（Ｃ）の組成は、溶剤（Ｃ１）としてのエタノール、および溶剤（Ｃ２）としてのプロピレングリコールモノメチルエーテルとし、その組成比を溶剤（Ｃ１）：溶剤（Ｃ２）＝８：２とした。
（比較例Ｉ−４）
参考例Ｉ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。ＳｉＯ２固形分濃度は７．０質量％、Ｂ２Ｏ３固形分濃度は２．２質量％とした。また、溶剤（Ｃ）の組成は、溶剤（Ｃ１）としてのエタノール、および溶剤（Ｃ２）としてのプロピレングリコールモノメチルエーテルとし、その組成比を溶剤（Ｃ１）：溶剤（Ｃ２）＝８：２とした。
（比較例Ｉ−５）
参考例Ｉ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。ＳｉＯ２固形分濃度は７．０質量％、Ｂ２Ｏ３固形分濃度は２．２質量％とした。また、溶剤（Ｃ）の組成は、溶剤（Ｃ１）としてのエタノール、溶剤（Ｃ２）に対する比較溶剤としてのヘキシレングリコール（沸点：１９８℃）、および溶剤（Ｃ３）としてのメチルプロピレントリグリコールとし、その組成比を溶剤（Ｃ１）：比較溶剤：溶剤（Ｃ３）＝８：１：１とした。
＜ノズル詰まりおよび塗膜形状の観察＞
各参考例、実施例および各比較例の拡散剤組成物を、一般的なスプレー塗布装置を用いてＮ型半導体基板に塗布した。塗布条件は次の通りである。すなわち、ノズルは２流体ノズル（ＳＵＪ１Ａ：スプレーイングシステムス社製）を使用し、吐出量：０．１ｇ／ｍｉｎ、エア流量：２０Ｌ／ｍｉｎ、スキャン速度：４００ｍｍ／ｓで塗布した。また、温度：２３℃、湿度：４０％とした。そして、スプレー塗布装置のノズル詰まりを観察して、拡散剤組成物の吐出安定性を評価した。ノズル先端に拡散剤組成物の結晶物の発生が見られないか、発生した結晶物が極少量であって、長時間（例えば、１時間以上）の塗膜形成が可能であると推定された場合を「○」とし、ノズル先端に結晶物の発生が見られ、長時間（例えば、１時間以上）の塗膜形成が困難であると推定された場合を「△」とし、結晶物の発生によって塗膜形成が不可能であった場合を「×」とした。評価結果を表１に示す。なお、前記「長時間の塗膜形成が困難である」ことの判断基準は、当業者が実験等によって適宜設定することができる。
また、拡散剤組成物の塗膜を形成した後、半導体基板をホットプレート上に載置して、１５０℃で５分間ベーク処理を施した。次いで、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて半導体基板および塗膜の断面を撮影し、ＳＥＭ写真像において半導体基板表面に形成された塗膜の形状を観察して、拡散剤組成物の塗膜形成性を評価した。半導体基板表面全域が拡散剤組成物の塗膜で被覆されていた場合を「○」とし、半導体基板表面の一部が露出していた場合を「×」とした。評価結果を表１に示す。なお、比較例Ｉ−１は、ノズル詰まりによって塗膜を形成できなかったため、塗膜形状の観察は実施しなかった。
＜評価＞
表１に示すように、溶剤（Ｃ２）、溶剤（Ｃ３）を含まない比較例Ｉ−１では、吐出安定性が著しく低く、そのため塗膜を形成できなかった（すなわち、塗膜形成性も低かった）。また、溶剤（Ｃ２）を含まない比較例Ｉ−２，Ｉ−５では、塗膜形成性が低かった。また、溶剤（Ｃ３）を含まない比較例Ｉ−３，Ｉ−４では、吐出安定性が低かった。これに対し、溶剤（Ｃ１）、溶剤（Ｃ２）、および溶剤（Ｃ３）を含む参考例および実施例では、いずれも良好な吐出安定性と塗膜形成性を有していることが確認された。
溶剤（Ｃ１）、溶剤（Ｃ３）を含むが溶剤（Ｃ２）を含まない比較例Ｉ−２，Ｉ−５に対して溶剤（Ｃ１）、溶剤（Ｃ２）、および溶剤（Ｃ３）を含む参考例および実施例で塗膜形成性が向上していたことから、溶剤（Ｃ２）が塗膜形成性の向上に寄与していることが予測される。このことは、溶剤（Ｃ２）、溶剤（Ｃ３）を含まない比較例Ｉ−１と、溶剤（Ｃ３）を含むが溶剤（Ｃ２）を含まない比較例Ｉ−２，Ｉ−５とに対して、溶剤（Ｃ２）を含むが溶剤（Ｃ３）を含まない比較例Ｉ−３，Ｉ−４で塗膜形成性が向上していたことからも予測される。
また、溶剤（Ｃ１）、溶剤（Ｃ２）を含むが溶剤（Ｃ３）を含まない比較例Ｉ−３，Ｉ−４に対して溶剤（Ｃ１）、溶剤（Ｃ２）、および溶剤（Ｃ３）を含む参考例および実施例で吐出安定性が向上したことから、溶剤（Ｃ３）が吐出安定性の向上に寄与していることが予測される。このことは、溶剤（Ｃ２）、溶剤（Ｃ３）を含まない比較例Ｉ−１と、溶剤（Ｃ２）を含むが溶剤（Ｃ３）を含まない比較例Ｉ−３，Ｉ−４とに対して、溶剤（Ｃ３）を含むが溶剤（Ｃ２）を含まない比較例Ｉ−２，Ｉ−５で吐出安定性が向上したことからも予測される。
≪評価試験ＩＩ．拡散性の評価≫
拡散剤組成物には、半導体基板の所定の領域に均一に拡散して拡散領域の抵抗値を所望の値まで低減できること、すなわち拡散性が高いことが求められる。そこで、本実施の形態に係る拡散剤組成物の拡散性を評価した。参考例ＩＩ−１，ＩＩ−３，ＩＩ−４、実施例ＩＩ−２，比較例ＩＩ−１に係る拡散剤組成物の成分および含有比を表２に示す。表中の各数値の単位は質量％であり、各成分の割合は拡散剤組成物の全質量に対する割合である。なお、ケイ素化合物（Ｂ）の含有比は、ＳｉＯ２換算での値である。また、表２中の略語は表１と同様である。
Figure 0005679545
（参考例ＩＩ−１）
参考例Ｉ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。ＳｉＯ２固形分濃度は７．０質量％、Ｂ２Ｏ３固形分濃度は２．２質量％、溶剤（Ｃ）の組成比は、溶剤（Ｃ１）：溶剤（Ｃ２）：溶剤（Ｃ３）＝７：２：１とした。
（実施例ＩＩ−２）
参考例ＩＩ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。溶剤（Ｃ）の組成比は、溶剤（Ｃ１）：溶剤（Ｃ２）：溶剤（Ｃ３）＝７：１：２とした。
（参考例ＩＩ−３）
参考例ＩＩ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。溶剤（Ｃ３）をメチルプロピレントリグリコールに替えてテキサノールとし、溶剤（Ｃ）の組成比は、溶剤（Ｃ１）：溶剤（Ｃ２）：溶剤（Ｃ３）＝８：１：１とした。
（参考例ＩＩ−４）
参考例ＩＩ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。溶剤（Ｃ３）をメチルプロピレントリグリコールに替えてグリセリンとし、溶剤（Ｃ）の組成比は、溶剤（Ｃ１）：溶剤（Ｃ２）：溶剤（Ｃ３）＝８：１：１とした。
（比較例ＩＩ−１）
参考例ＩＩ−１と同様にして、拡散剤組成物を調製した。溶剤（Ｃ）の組成は、溶剤（Ｃ１）としてのエタノール、および溶剤（Ｃ２）としてのプロピレングリコールモノメチルエーテルとし、その組成比を溶剤（Ｃ１）：溶剤（Ｃ２）＝８：２とした。
＜シート抵抗値の測定＞
評価試験Ｉと同様にして、各参考例、実施例および比較例の拡散剤組成物をＮ型半導体基板の表面にスプレー塗布した。次いで、半導体基板をホットプレート上に載置して、１５０℃で５分間ベーク処理を施した。続いて、半導体基板を電気炉内に載置し、Ｏ２雰囲気下、６００℃で３０分間加熱して半導体基板を焼成し、その後、Ｎ２雰囲気下、１０００℃で３０分間加熱して不純物拡散成分（Ａ）を熱拡散させた。そして、５０％濃度のＨＦ溶液に半導体基板を１分間浸漬して、熱拡散によって半導体基板表面に形成された酸化膜を剥離した。半導体基板に形成された不純物拡散層のシート抵抗値を、シート抵抗測定器（ＶＲ−７０：国際電気株式会社製）を用いて四探針法により測定した。シート抵抗値（Ω／ｓｑ．）の測定結果を表２に示す。
＜評価＞
表２に示すように、いずれの参考例および実施例も比較例ＩＩ−１と比べて低いシート抵抗値を示した。また、参考例ＩＩ−１と実施例ＩＩ−２との比較から、溶剤（Ｃ２）に対して溶剤（Ｃ３）の含有量が多い方が、シート抵抗値をより低減することができると予想される。
１ 半導体基板、 １ａ テクスチャ部、 ２ 拡散剤組成物、 ３ Ｐ型不純物拡散層、 ４ パッシベーション膜、 ５ 表面電極、 ６ 裏面電極、 １０ 太陽電池。

Claims (7)

  1. 半導体基板への不純物拡散剤層の形成に用いられる拡散剤組成物であって、
    不純物拡散成分（Ａ）と、
    ケイ素化合物（Ｂ）と、
    沸点が１００℃以下である溶剤（Ｃ１）、沸点が１２０〜１８０℃である溶剤（Ｃ２）、および沸点が２４０〜３００℃である溶剤（Ｃ３）を含む溶剤（Ｃ）と、
    を含有し、
    前記溶剤（Ｃ１）を拡散剤組成物の溶剤成分の全質量に対して７０質量％以上となるように含み、前記溶剤（Ｃ２）を拡散剤組成物の溶剤成分の全質量に対して１０質量％以上となるように含み、前記溶剤（Ｃ３）を拡散剤組成物の溶剤成分の全質量に対して１０質量％以上となるように含み、且つ前記溶剤（Ｃ２）に対して前記溶剤（Ｃ３）の含有量が多いことを特徴とする拡散剤組成物。
  2. 前記不純物拡散成分（Ａ）は、ＩＩＩ族元素の化合物またはＶ族元素の化合物を含む請求項１に記載の拡散剤組成物。
  3. スプレー塗布による不純物拡散剤層の形成に用いられる請求項１または２に記載の拡散剤組成物。
  4. 前記溶剤（Ｃ２）、および前記溶剤（Ｃ３）は、グリコール類である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の拡散剤組成物。
  5. 前記ケイ素化合物（Ｂ）は、ＳｉＯ２微粒子、および下記一般式（１）で表されるアルコキシシランを加水分解して得られる反応生成物からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の拡散剤組成物。
    Ｒ１ ｎＳｉ（ＯＲ２）４−ｎ （１）
    ［式（１）中、Ｒ１は水素原子、アルキル基、またはアリール基であり、Ｒ２はアルキル基またはアリール基であり、ｎは０、１、または２の整数を表す。Ｒ１が複数の場合は複数のＲ１は同じでも異なってもよく、（ＯＲ２）が複数の場合は複数の（ＯＲ２）は同じでも異なってもよい。］
  6. 半導体基板に、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の拡散剤組成物をスプレー塗布により印刷して所定パターンの不純物拡散剤層を形成するパターン形成工程と、
    前記拡散剤組成物の不純物拡散成分（Ａ）を前記半導体基板に拡散させる拡散工程と、
    を含むことを特徴とする不純物拡散層の形成方法。
  7. 請求項６に記載の不純物拡散層の形成方法により不純物拡散層が形成された半導体基板を備えたことを特徴とする太陽電池。
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