TW201331312A - 遮罩形成用組成物、太陽電池用基板的製造方法以及太陽電池元件的製造方法 - Google Patents

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Yasushi Kurata
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Abstract

一種遮罩形成用組成物，其含有：含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物、分散介質、有機黏合劑。

Description

遮罩形成用組成物、太陽電池用基板的製造方法以及太陽電池元件的製造方法
本發明是有關於一種遮罩形成用組成物、太陽電池用基板的製造方法以及太陽電池元件的製造方法。
對現有的矽太陽電池元件的製造步驟加以說明。
首先，為了促進光侷限效應(light trapping effect)而實現高效率化，準備形成有紋理結構之p型矽基板，繼而於磷醯氯(POCl3)、氮、及氧之混合氣體的環境下，於800℃~900℃下進行數十分鐘的處理而均勻地形成n型擴散層。其次，於受光面塗佈銀(Ag)等電極膏(electrode paste)、於背面側塗佈鋁等電極膏後進行焙燒，由此而獲得太陽電池元件。
然而，在受光面側的電極的正下方並不射入太陽光，因此該部分並不發電。因此開發出一種背面電極型太陽電池，其於受光面並無電極，於背面包含n型擴散層與p+型擴散層，於各個 擴散層上包含n電極及p電極(例如參照日本專利特開2011-507246號公報)。
對形成此種背面電極型太陽電池的方法加以說明。在n型矽基板之受光面及背面之整個面形成遮罩。此處，遮罩具有抑制摻雜劑(dopant)擴散至矽基板內之功能。其次，將矽基板之背面之遮罩的一部分除去而形成開口部。而且，若使p型摻雜劑自遮罩之開口部擴散至矽基板之背面，則僅僅在與開口部對應的區域形成p+型擴散層。其次，將矽基板之背面之遮罩完全除去後，再次於矽基板之背面之整個面形成遮罩。繼而，將與所述形成p+型擴散層之區域不同的區域的遮罩的一部分除去而形成開口部，使n型摻雜劑自該開口部向矽基板之背面擴散，形成n+型擴散層。繼而，將矽基板之背面之遮罩完全除去，由此而於背面形成p+型擴散層及n+型擴散層。另外，藉由形成紋理結構、抗反射膜、鈍化膜、電極等而完成背面電極型太陽電池。
作為所述遮罩，提出了利用藉由熱氧化法而在基板表面生成的氧化膜的方法(例如參照日本專利特開2002-329880號公報)。另一方面，亦提出了使用包含SiO2前驅物之遮蔽膏(masking paste)的遮罩形成方法(例如參照日本專利特開2007-49079號公報)。
然而，在前述的日本專利特開2002-329880號公報中所 記載的藉由熱氧化法而在基板表面生成氧化膜的方法中存在如下問題：產量(throughput)長，因此製造成本變高。
而且，在日本專利特開2007-49079號公報中所記載的使用含有SiO2前驅物之遮蔽膏的方法中，物理性地防止施體元素或受體元素之擴散，另外包含SiO2的遮罩難以形成緻密的膜因此容易形成針孔，因此難以充分地防止摻雜劑向基板擴散。
因此，本發明是鑒於以上現有之問題點而成者，其課題在於提供：可充分防止施體元素或受體元素向半導體基板擴散的遮罩形成用組成物、使用該遮罩形成用組成物的太陽電池用基板的製造方法、及太陽電池元件的製造方法。
用以解決所述課題的具體手段如下所述。
<1>一種遮罩形成用組成物，其含有：含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物、分散介質(dispersion medium)以及有機黏合劑。
<2>如上述<1>所述的遮罩形成用組成物，其中，不揮發成分中的所述含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的總質量比例為5質量%以上且不足100質量%。
<3>如上述<1>或<2>所述的遮罩形成用組成物，其中，所述含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物包含選自由鎂、鈣、鈉、鉀、鋰、銣、銫、鈹、鍶、鋇以及鐳所構成之群組的1種以上作為金屬元素。
<4>如上述<1>~<3>中任一項所述的遮罩形成用組成物，其中，所述含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物包含選自由氧化鎂、氧化鈣、氧化鉀、碳酸鎂、碳酸鈣、硫酸鎂、硫酸鈣、硝酸鈣、氫氧化鎂以及氫氧化鈣所構成之群組的1種以上。
<5>如上述<1>~<4>中任一項所述的遮罩形成用組成物，其中，所述含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物在常溫下是固體粒子，且所述粒子的體積平均粒徑為30 μm以下。
<6>如上述<1>~<5>中任一項所述的遮罩形成用組成物，其中，所述分散介質包含選自由水、醇系溶劑、二醇單醚(glycol monoether)系溶劑及萜(terpene)系溶劑所構成之群組的1種以上。
<7>如上述<1>~<6>中任一項所述的遮罩形成用組成物，其中，所述有機黏合劑包含選自由丙烯酸樹脂及纖維素樹脂所構成之群組的1種以上。
<8>如上述<1>~<7>中任一項所述的遮罩形成用組成物，其中，25℃下之黏度為0.5 Pa．s~400 Pa．s。
<9>如上述<1>~<8>中任一項所述的遮罩形成用組成物，其更含有觸變劑(thixotropic agent)。
<10>一種太陽電池用基板的製造方法，其包含如下步驟：將如上述<1>~<9>中任一項所述的遮罩形成用組 成物成圖案狀地施用至半導體基板上，從而形成遮罩的步驟；以及於所述半導體基板上的未形成所述遮罩的部分摻雜施體元素或受體元素，從而於所述半導體基板內部分性地形成擴散層的步驟。
<11>如上述<10>所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，施用所述遮罩形成用組成物的方法是印刷法或噴墨法。
<12>一種太陽電池元件的製造方法，其包含如下步驟：於藉由如上述<10>或<11>所述的製造方法而獲得的太陽電池用基板的擴散層上形成電極的步驟。
藉由本發明可提供：可充分防止施體元素或受體元素向半導體基板擴散的遮罩形成用組成物、使用該遮罩形成用組成物的太陽電池用基板的製造方法、及太陽電池元件的製造方法。
10‧‧‧基板
11‧‧‧遮罩形成用組成物
12、13‧‧‧塗佈用擴散材料
12'、13'‧‧‧塗佈用擴散材料之焙燒物
14‧‧‧n+型擴散層
15‧‧‧p+型擴散層
16‧‧‧抗反射膜
17‧‧‧鈍化膜
18、19‧‧‧電極
圖1是概念性表示本發明的太陽電池用基板及太陽電池元件的製造步驟之一例的剖面圖。
首先，對本發明的遮罩形成用組成物加以說明，其次對使用遮罩形成用組成物的太陽電池用基板的製造方法以及太陽電 池元件的製造方法加以說明。
另外，在本說明書中，「步驟」之用語不僅僅是獨立之步驟，即使於無法與其他步驟明確地區別之情形時，若達成該步驟所期望之目的之作用，則包含於本用語中。而且，於本說明書中，「~」表示包含其前後所記載之數值分別作為最小值及最大值的範圍。另外，於本說明書中，作為組成物中之各成分之量，於組成物中存在多個相當於各成分之物質之情形時，若無特別限定，則表示於組成物中所存在之該多個物質之合計量。
而且，有時將施體元素或受體元素稱為摻雜劑。
<遮罩形成用組成物>
本發明的遮罩形成用組成物含有：含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物(以下亦稱為「特定化合物」)、分散介質、有機黏合劑。本發明的遮罩形成用組成物阻礙作為摻雜劑之施體元素或受體元素向半導體基板擴散。因此，藉由使用本發明的遮罩形成用組成物在半導體基板中不需要擴散施體元素或受體元素的區域形成遮罩，可充分地防止在所述區域的施體元素及受體元素的擴散。因此，可在半導體基板內選擇性地形成摻雜區域。關於其理由，可如下所述地考慮。
使遮罩形成用組成物含有特定化合物，於將該遮罩形成用組成物塗佈於半導體基板上之後，若施用摻雜化合物，則於特定化合物與摻雜化合物之間產生反應。該反應由於反應性較摻雜 化合物與半導體基板之反應更高，因此阻礙施體元素或受體元素向半導體基板擴散。
另外，一般情況下含有施體元素或受體元素的摻雜化合物使用氧化磷、氧化硼、磷醯氯等，該些均為酸性化合物(或與水反應而顯示酸性之化合物)。因此，特定化合物特佳的是鹼性化合物。鹼性化合物的特定化合物與摻雜化合物之間進行酸鹼反應，該酸鹼反應之反應性高，因此更有效地阻礙施體元素或受體元素向半導體基板擴散。
而且，含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物即使在高溫(例如500℃以上)下亦穩定，因此於使施體元素或受體元素向半導體基板熱擴散時，可充分地發揮本發明的效果。
而且，含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物在熔入至半導體基板中時，在半導體基板中並不作為載子的再結合中心而發揮作用，因此可抑制使太陽電池用基板之轉換效率降低等不良現象。
(含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物)
本發明的遮罩形成用組成物包含含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物。藉由使用包含含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的遮罩形成用組成物，則可阻礙施體元素或受體元素向半導體基板擴散。
含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物在常溫(約20℃) 下可為液體亦可為固體。為了即使在高溫下亦保持充分的遮罩性能，必須即使在高溫下亦化學性穩定，自該觀點考慮，較佳為在熱擴散的高溫(例如500℃以上)下為固體。此處，例如含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物，可列舉：含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬氧化物、及含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬鹽。
含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物並無特別限制，較佳的是在使施體元素或受體元素熱擴散的700℃以上之高溫下，變化為鹼性化合物之材料。進一步自顯示出強鹼性之觀點考慮，金屬化合物較佳的是含有選自由鎂、鈣、鈉、鉀、鋰、銣、銫、鈹、鍶、鋇及鐳所構成之群組的1種以上作為金屬元素，更佳的是含有選自由鎂、鈣、鋇、鉀、鈉所構成之群組的1種以上，進一步更佳的是含有選自由鎂、鈣及鉀所構成之群組的1種以上，自低毒性、獲得容易性的觀點考慮，進一步更佳的是含有選自由鎂及鈣所構成之群組的1種以上。
而且，自化學穩定性的觀點考慮，較佳的是選自由如下化合物所構成之群組的1種以上：含有選自由該些金屬元素所構成之群組的1種以上的金屬氧化物、金屬碳酸鹽、金屬硝酸鹽、金屬硫酸鹽及金屬氫氧化物；更佳的是選自由金屬氧化物、金屬碳酸鹽及金屬氫氧化物所構成之群組的1種以上。
特佳的是使用氧化鈉、氧化鉀、氧化鋰、氧化鈣、氧化鎂、氧化銣、氧化銫、氧化鈹、氧化鍶、氧化鋇、氧化鐳等金屬 氧化物及該些化合物的複合氧化物；氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化銣、氫氧化銫、氫氧化鈹、氫氧化鍶、氫氧化鋇、氫氧化鐳等金屬氫氧化物；碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸銣、碳酸銫、碳酸鈹、碳酸鍶、碳酸鋇、碳酸鐳等金屬碳酸鹽；硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鋰、硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸銣、硝酸銫、硝酸鈹、硝酸鍶、硝酸鋇、硝酸鐳等金屬硝酸鹽；硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鋰、硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸銣、硫酸銫、硫酸鈹、硫酸鍶、硫酸鋇、硫酸鐳等金屬硫酸鹽等。
更佳的是使用選自由所述金屬氧化物及該些的複合氧化物、金屬氫氧化物、以及金屬碳酸鹽所構成之群組的1種以上。
該些化合物中，自低毒性及獲得容易性的觀點考慮，較佳的是使用選自碳酸鈉、氧化鈉、碳酸鉀、氧化鉀、碳酸鈣、氫氧化鈣、氧化鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、硫酸鎂、硫酸鈣、硝酸鈣、及氧化鎂的1種以上；更佳的是使用選自由氧化鎂、氧化鈣、碳酸鎂、碳酸鈣、硫酸鎂、硫酸鈣、硝酸鈣、氧化鉀、氫氧化鎂及氫氧化鈣所構成之群組的1種以上；進一步更佳的是使用選自碳酸鈣、氧化鈣、氧化鉀、氫氧化鈣、碳酸鎂及氧化鎂的1種以上，特佳的是使用碳酸鈣。
於含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物在常溫下為固體之情形且呈粒子形狀之情形時，該粒子之粒徑較佳的是30 μm 以下，更佳的是0.01 μm~30 μm，進一步更佳的是0.02 μm~10 μm，特佳的是0.03 μm~5 μm。
若粒徑為30 μm以下，則可在半導體基板的所期望的區域均一地擴散(摻雜)施體元素或受體元素。而且，若為0.01 μm以上，則含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物容易均一地分散於遮罩形成用組成物中。而且，含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物亦可溶解於分散介質中。
另外，粒徑表示體積平均粒徑，可藉由雷射散射繞射法粒度分布測定裝置等而測定。體積平均粒徑可檢測對粒子所照射的雷射光之散射光強度與角度的關係，基於Mie散射理論而算出。測定時的分散介質並無特別限制，較佳的是使用成為測定對象的粒子並不溶解的分散介質。
獲得粒徑為30 μm以下的特定化合物的粒子的方法並無特別限制，例如可進行粉碎處理而獲得。粉碎手法可採用乾式粉碎法及濕式粉碎法。乾式粉碎法可採用噴磨機、振磨機、球磨機等。濕式粉碎法可使用珠磨機、球磨機等。
若在粉碎處理時由粉碎裝置所引起之雜質混入至遮罩形成用組成物中，則存在導致半導體基板內之載子之壽命降低之虞，因此較佳的是粉碎容器、珠粒、球珠等的材質選擇對半導體基板之影響少的材質。在粉碎時所適宜地使用的容器等的材質可列舉氧化鋁、部分穩定化氧化鋯等。而且，作為獲得粒徑為30 μm 以下的特定化合物的粒子的方法，除了粉碎手法以外，可使用氣相氧化法、水解法等。
而且，特定化合物之粒子亦可為以包含含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物以外之化合物的粒子(例如氧化矽粒子)為載體，於該載體之表面包覆或分散承載有含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的材料。於該形態中，可使含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物之有效表面積變大，且存在使抑制施體元素或受體元素向半導體基板擴散的特性提高的可能性。
所述載體較佳的是表現出10 m2/g以上的BET比表面積之材料，可例示SiO2、活性碳、碳纖維、氧化鋅等無機材料之粒子。
所述粒子之形狀並無特別限制，可為大致球狀、扁平狀、鱗片狀、塊狀、楕球狀、板狀及棒狀的任意者。所述粒子之形狀可藉由電子顯微鏡等而確認。
遮罩形成用組成物中的含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物之含量可考慮塗佈性、施體元素或受體元素之擴散性等而決定。一般情況下，遮罩形成用組成物中的含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物之含有比率較佳的是在遮罩形成用組成物中為0.1質量%以上、95質量%以下，更佳的是0.1質量%以上、80質量%以下，進一步更佳的是0.1質量%以上、50質量%以下，特佳的是2質量%以上、50質量%以下，最佳的是5質量%以上、20 質量%以下。
若含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的含有率為0.1質量%以上，則可充分阻礙施體元素或受體元素向半導體基板中擴散。若為95質量%以下，則遮罩形成用組成物中的含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的分散性變良好，對基板的塗佈性提高。
而且，遮罩形成用組成物的所有不揮發成分中的含有鹼土金屬及鹼金屬之金屬化合物的總質量比例較佳的是5質量%以上且不足100質量%，更佳的是20質量%以上、99質量%以下。若為上述範圍內，則存在獲得充分的遮罩控制效果的傾向。
此處，所謂不揮發成分是指在600℃以上進行熱處理時並不揮發的成分。另外，不揮發成分可藉由熱重量分析儀TG而求出，不揮發成分中的含有鹼土金屬及鹼金屬的金屬化合物的總含有率可藉由ICP發射光譜分析/質量分析法(ICP-MS法)、原子吸光法而求出。
(分散介質)
本發明的遮罩形成用組成物含有分散介質。所謂分散介質是在組成物中使上述含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物分散或溶解的介質。分散介質可列舉溶劑及水。
所述溶劑例如可列舉丙酮、甲基乙基酮、甲基正丙基酮、甲基異丙基酮、甲基正丁基酮、甲基異丁基酮、甲基正戊基酮、甲基正己基酮、二乙基酮、二丙基酮、二異丁基酮、三甲基 壬酮、環己酮、環戊酮、甲基環己酮、2,4-戊二酮、丙酮基丙酮等酮系溶劑；二乙醚、甲基乙基醚、甲基正丙基醚、二異丙基醚、四氫呋喃、甲基四氫呋喃(methyltetrahydrofuran)、二噁烷、二甲基二噁烷、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二正丙醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲基-乙基醚、二乙二醇甲基-正丙基醚、二乙二醇甲基-正丁基醚、二乙二醇二正丙醚、二乙二醇二正丁醚、二乙二醇甲基-正己基醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇二乙醚、三乙二醇甲基-乙基醚、三乙二醇甲基-正丁基醚、三乙二醇二正丁醚、三乙二醇甲基-正己基醚、四乙二醇二甲醚、四乙二醇二乙醚、四乙二醇甲基-乙基醚、四乙二醇甲基-正丁基醚、二乙二醇二正丁醚、四乙二醇甲基-正己基醚、四乙二醇二正丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、丙二醇二正丙醚、丙二醇二丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇甲基-乙基醚、二丙二醇甲基-正丁基醚、二丙二醇二正丙醚、二丙二醇二正丁醚、二丙二醇甲基-正己基醚、三丙二醇二甲醚、三丙二醇二乙醚、三丙二醇甲基-乙基醚、三丙二醇甲基-正丁基醚、三丙二醇二正丁醚、三丙二醇甲基-正己基醚、四丙二醇二甲醚、四丙二醇二乙醚、四丙二醇甲基-乙基醚、四丙二醇甲基-正丁基醚、四丙二醇二正丁醚、四丙二醇甲基-正己基醚、四丙二醇二正丁醚等醚系溶劑；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸第二丁 酯、乙酸正戊酯、乙酸第二戊酯、乙酸-3-甲氧基丁酯、乙酸甲基戊酯、乙酸-2-乙基丁酯、乙酸-2-乙基己酯、乙酸-2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯、乙酸苄酯、乙酸環己酯、乙酸甲基環己酯、乙酸壬酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、二乙二醇甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二丙二醇甲醚乙酸酯、二丙二醇乙醚乙酸酯、二乙酸二醇酯、乙酸甲氧基三乙二醇酯、丙酸乙酯、丙酸正丁酯、丙酸異戊酯、草酸二乙酯、草酸二正丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸正戊酯、乙二醇甲醚丙酸酯、乙二醇乙醚丙酸酯、乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯、γ-丁內酯、γ-戊內酯等酯系溶劑；乙腈、N-甲基吡咯啶酮、N-乙基吡咯啶酮、N-丙基吡咯啶酮、N-丁基吡咯啶酮、N-己基吡咯啶酮、N-環己基吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸等非質子性極性溶劑；甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、第二丁醇、第三丁醇、正戊醇、異戊醇、2-甲基丁醇、第二戊醇、第三戊醇、3-甲氧基丁醇、正己醇、2-甲基戊醇、第二己醇、2-乙基丁醇、第二庚醇、正辛醇、2-乙基己醇、第二辛醇、正壬醇、正癸醇、第二-十一醇(sec-undecyl alcohol)、三甲基壬醇、第二-十四醇、第二-十七醇、苯酚、環己醇、甲基環己醇、苯甲醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇等醇系溶劑；乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚(賽珞蘇 (cellosolve))、乙二醇單苯醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單正丁醚、二乙二醇單正己醚、乙氧基三乙二醇(ethoxy triglycol)、四乙二醇單正丁醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、三丙二醇單甲醚等二醇單醚系溶劑；α-松油烯、α-松脂醇、月桂烯、別羅勒烯、檸檬烯、雙戊烯、α-蒎烯、β-蒎烯、松油醇、香旱芹酮、羅勒烯、水芹烯等萜系溶劑。該些溶劑可單獨使用1種或者將2種以上組合使用。
該些溶劑中，自於半導體基板上之塗佈性之觀點考慮，分散介質較佳的是水、醇系溶劑、二醇單醚系溶劑、或萜系溶劑，更佳的是水、醇、賽珞蘇、α-松脂醇、二乙二醇單正丁醚、或二乙二醇單正丁醚乙酸酯，進一步更佳的是水、醇、α-松脂醇或賽珞蘇。
遮罩形成用組成物中的分散介質之含有率可考慮塗佈性、及摻雜劑濃度而決定，例如在遮罩形成用組成物中較佳的是5質量%以上、99質量%以下，更佳的是20質量%以上、95質量%以下，進一步更佳的是40質量%以上、90質量%以下。
(有機黏合劑)
本發明的遮罩形成用組成物含有有機黏合劑。藉由含有有機黏合劑，可於高溫下使含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物彼此黏結，而且使含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物與半導體基板黏結變得容易。
有機黏合劑例如可適宜選擇：聚乙烯醇；聚丙烯醯胺樹脂；聚乙烯醯胺樹脂；聚乙烯吡咯啶酮樹脂；聚環氧乙烷樹脂；聚碸樹脂；丙烯醯胺烷基碸樹脂；纖維素醚、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、乙基纖維素等纖維素衍生物；明膠、明膠衍生物；澱粉、澱粉衍生物；褐藻酸鈉類；三仙膠(xanthan)；瓜爾膠(guar gum)、瓜爾膠衍生物；硬葡聚糖、硬葡聚糖衍生物；黃芪膠(tragacanth)、黃芪膠衍生物；糊精、糊精衍生物；(甲基)丙烯酸樹脂；(甲基)丙烯酸烷基酯樹脂、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯樹脂等(甲基)丙烯酸酯樹脂；丁二烯樹脂；苯乙烯樹脂；及該些有機黏合劑的共聚物。
該些有機黏合劑中，自分解性、及防止絲網印刷(screen print)時之滴液之觀點考慮，較佳的是包含丙烯酸樹脂或纖維素衍生物。該些有機黏合劑可單獨使用1種或將2種以上組合使用。
有機黏合劑之分子量並無特別限制，理想的是鑒於作為組成物的所期望的黏度而適宜調整。另外，含有有機黏合劑之情形時的含有率較佳的是於遮罩形成用組成物中為0.5質量%以上、30質量%以下，更佳的是3質量%以上、25質量%以下，進一步更佳的是3質量%以上、20質量%以下。
而且，含有鹼土金屬及鹼金屬之金屬化合物的總含量與有機黏合劑之總含量的質量比率((含有鹼土金屬及鹼金屬之金屬化合物)/(有機黏合劑))較佳的是99.9/0.1~0.1/99.9，更佳的是 99/1~20/80。
另外，所述分散介質及有機黏合劑亦可使用溶解有有機黏合劑之分散介質。
(其他成分)
遮罩形成用組成物除了含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物、分散介質、及有機黏合劑以外，亦可視需要含有增稠劑、濕潤劑、界面活性劑、無機粉末、包含矽原子之樹脂、觸變劑等各種添加劑作為其他成分。
所述界面活性劑可列舉非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑等。其中自向半導體元件中帶入的重金屬等雜質少的方面考慮，較佳的是非離子系界面活性劑或陽離子系界面活性劑。進一步可例示矽系界面活性劑、氟系界面活性劑、及烴系界面活性劑作為非離子系界面活性劑，自於擴散等加熱時被迅速地焙燒的方面考慮，較佳的是烴系界面活性劑。
烴系界面活性劑可例示環氧乙烷-環氧丙烷之嵌段共聚物、乙炔二醇化合物等，自進一步減低半導體元件之電阻值之不均考慮，更佳的是乙炔二醇化合物。
無機粉末可例示氧化矽、氮化矽、碳化矽等之粉末。
遮罩形成用組成物亦可包含含有固形物的觸變劑。由此可容易地控制觸變性，可構成具有適於絲網印刷之黏度的絲網印刷用遮罩形成用組成物、及具有適於噴墨印刷之黏度的噴墨用遮 罩形成用組成物。而且，進一步可藉由控制觸變性而抑制印刷時之遮罩形成用組成物自印刷圖案滲出或滴下。前述之有機黏合劑亦可兼具觸變劑之作用，此種材料可列舉乙基纖維素。
作為本發明的遮罩形成用組成物，自不污染半導體基板、亦即抑制半導體基板中之載子的再結合之觀點考慮，鐵、鎢、金、鎳、鉻、錳等的含有率較佳的是於遮罩形成用組成物中為10質量%以下，更佳的是5質量%以下，進一步更佳的是1質量%以下。
遮罩形成用組成物之黏度並無特別限制。具體而言較佳的是於25℃下為0.5 Pa．s~400 Pa．s，更佳的是10 Pa．s~100 Pa．s。若遮罩形成用組成物之黏度為0.5 Pa．s以上，則於塗佈於半導體基板上時難以產生滴液；而且若為400 Pa．s以下，則變得可形成細小的塗佈圖案。
另外，遮罩形成用組成物之黏度可利用B型黏度計、E型黏度計、黏彈性測定裝置等，藉由旋轉方式、應力控制方式、或應變控制方式而求出。
本發明的遮罩形成用組成物可藉由使用摻合機、混合機、研缽、或轉子將含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物、分散介質、及有機黏合劑、以及視需要而加入的成分加以混合而獲得。而且，於進行混合時，亦可視需要進行加熱。此時的加熱溫度例如可設為30℃~100℃。
<太陽電池用基板及太陽電池元件的製造方法>
本發明的太陽電池用基板的製造方法包含如下步驟：將所述遮罩形成用組成物成圖案狀地施用至半導體基板上，從而形成遮罩的步驟；於所述半導體基板上的未形成所述遮罩的部分摻雜施體元素或受體元素，從而於所述半導體基板內部分性地形成擴散層的步驟。
而且，本發明的太陽電池元件的製造方法包含如下步驟：於藉由上述製造方法而獲得的太陽電池用基板的擴散層上形成電極的步驟。
此處，參照圖1對使用本發明的遮罩形成用組成物的太陽電池用基板及太陽電池元件的製造方法加以說明。圖1是概念性地表示本發明的太陽電池用基板及太陽電池元件的製造步驟之一例的示意剖面圖。
另外，於圖1中對背面電極型的太陽電池用基板及太陽電池元件加以說明，但本發明的遮罩形成用組成物亦可適用於任意形式之太陽電池用基板及太陽電池元件中。
作為背面電極型以外的其他形式，可例示選擇發射極型及雙面受光型的太陽電池用基板以及太陽電池元件。於選擇發射極型太陽電池用基板中，於受光面側之電極正下方形成摻雜劑濃度較其他區域更高的擴散層。為了形成該高濃度之擴散層之區域，可使用本發明的遮罩形成用組成物。而且，於雙面受光型太 陽電池元件中，於兩個面形成指狀棒(finger bar)及匯流排(bus bar)作為電極，在半導體基板的其中一面形成n+型擴散層，在另一面形成p+型擴散層。為了位置選擇性地形成n+型擴散層及p+型擴散層，可使用本發明的遮罩形成用組成物。
於圖1中的(1)中，於作為n型半導體基板10之矽基板上施用鹼溶液而除去損傷層，藉由蝕刻而獲得紋理結構。
詳細而言，藉由20質量%之苛性鈉而除去自鑄錠切片時所產生的矽基板表面之損傷層。其次，藉由1質量%之苛性鈉與10質量%之異丙醇的混合液進行蝕刻，於n型半導體基板10上形成紋理結構(於圖中省略紋理結構之記載)。太陽電池元件藉由於矽基板之受光面(表面)側形成紋理結構而促進光侷限效應，從而實現高效率化。
於圖1中的(2)中，於n型半導體基板10之表面(亦即受光面)及作為與該受光面之相反面的背面，施用本發明的遮罩形成用組成物11。於本發明中，對施用方法並無限制，存在有印刷法、旋轉法、刷塗、噴霧法、刮刀法、輥塗法、噴墨法等，較佳的是使用印刷法或噴墨法。
上述遮罩形成用組成物之施用量並無特別限制，例如較佳的是0.01 g/m2~100 g/m2，更佳的是0.1 g/m2~20 g/m2。上述遮罩形成用組成物的塗佈厚度並無特別限制，較佳的是0.1 μm~50 μm，更佳的是1 μm~30 μm。
而且，根據遮罩形成用組成物之組成，存在於施用後必須進行用以使組成物中所含之分散介質揮發的乾燥步驟之情形。於此情形時，於80℃~300℃左右之溫度下使其乾燥，於使用加熱板之情形時進行1分鐘~10分鐘之乾燥，於使用乾燥機等之情形時進行10分鐘~30分鐘左右之乾燥。其乾燥條件依賴於遮罩形成用組成物之分散介質之含量，於本發明中並不特別地限定為上述條件。
另外，於印刷法、噴墨法等情形時，可藉由成圖案狀地施用遮罩形成用組成物11而獲得圖案狀之遮罩。另一方面，於旋轉法、刷塗、噴霧法、刮刀法、輥塗法等之情形時，可將遮罩形成用組成物11塗佈於整個面後，藉由蝕刻等而部分性地除去，由此而獲得圖案狀之遮罩。
其次，於圖1中的(3)中，塗佈用以形成n+型擴散層及p+型擴散層之塗佈用擴散材料12、塗佈用擴散材料13。其次，於圖1中的(4)中，進行熱擴散，於n型半導體基板10內形成n+型擴散層14、p+型擴散層15。由於用以進行熱擴散之熱處理，塗佈用擴散材料12、塗佈用擴散材料13成為塗佈用擴散材料之焙燒物12'、塗佈用擴散材料之焙燒物13'，並且一般情況下形成玻璃層。用以進行熱擴散之熱處理溫度並無特別限制，較佳的是於750℃~1050℃之溫度下、1分鐘~300分鐘之條件下進行熱處理。
此處，雖圖示了同時形成n+型擴散層14與p+型擴散層 15之方法，但亦可個別地進行擴散。亦即，亦可首先塗佈用以形成p+型擴散層15之塗佈用擴散材料13而使其熱擴散，將塗佈用擴散材料之焙燒物13'除去後，塗佈用以形成n+型擴散層14之塗佈用擴散材料12而使其熱擴散，將塗佈用擴散材料之焙燒物12'除去。
而且，此處對使用塗佈用擴散材料12、塗佈用擴散材料13之情形進行了說明，亦可同樣地適用於使用POCl3氣體或BBr3氣體之方法中。於此情形時，首先將於n型半導體基板10中形成p+型擴散層15之預定區域作為開口部，藉由遮罩形成用組成物而於該開口部之區域以外形成遮罩。其次，於與該開口部對應之n型半導體基板10上形成p+型擴散層15，然後將遮罩除去。其次，將形成n+型擴散層14之預定區域作為開口部，藉由遮罩形成用組成物而於該開口部之區域以外形成遮罩。其次，於與該開口部對應之n型半導體基板10上形成n+型擴散層14。
其次，於圖1中的(5)中，將遮罩形成用組成物11、及塗佈用擴散材料之焙燒物12'、塗佈用擴散材料之焙燒物13'除去，獲得太陽電池用基板。所述除去方法可列舉浸漬於包含酸之水溶液中等方法，較佳的是根據遮罩形成用組成物11、及用以形成n+型擴散層14及p+型擴散層15之塗佈用擴散材料之焙燒物12'、塗佈用擴散材料之焙燒物13'之組成而決定。具體而言，較佳的是包含藉由包含氫氟酸之水溶液，對藉由熱擴散處理而生成於 半導體基板上的玻璃層進行蝕刻的步驟。進一步具體而言，可列舉如下方法：藉由鹽酸(例如10質量%之HCl水溶液)將含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物除去後，進行水洗，進一步藉由氫氟酸水溶液(例如2.5質量%之HF水溶液)對塗佈用擴散材料之焙燒物12'、塗佈用擴散材料之焙燒物13'進行蝕刻後，進行水洗的方法。
其次，於圖1中的(6)中，於作為受光面之表面施用抗反射膜16，於背面施用鈍化膜17。抗反射膜16與鈍化膜17之組成可相同亦可不同。抗反射膜16例如可列舉氮化矽膜，鈍化膜17例如可列舉氧化矽膜。抗反射膜及鈍化膜之膜厚並無特別限制，較佳的是設為10 nm~300 nm，更佳的是設為30 nm~150 nm。
其次，於圖1中的(7)中，於鈍化膜17上，使形成電極的部位開口。開口之方法並無特別限制，例如可通過藉由噴墨法等而在所欲開口的部位塗佈蝕刻液(例如包含氫氟酸、氟化銨或磷酸之溶液)，進行熱處理而開口。
其次，於圖1中的(8)中，於n+型擴散層14及p+型擴散層15上分別形成n電極18及p電極19。於本發明中，電極18、電極19之材質或形成方法並無特別限定。例如可塗佈包含鋁、銀、或銅之金屬的電極形成用膏，使其乾燥而形成電極18、電極19。其次，對電極18、電極19進行焙燒而完成太陽電池元件。
另外，所述電極形成用膏若使用包含玻璃粉(glass frit) 之電極形成用膏，則可省略圖1中的(7)中所示之開口之步驟。若將包含玻璃粉之電極形成用膏塗佈於鈍化膜17上，於600℃~900℃之範圍內進行數秒~數分鐘之焙燒，則玻璃粉熔融背面側之鈍化膜17，膏中之金屬粒子(例如銀粒子)與矽基板10形成接觸部而凝固。由此而使所形成之表面電極18、表面電極19與矽基板10導通。其被稱為燒穿(fire through)。
<太陽電池>
太陽電池包含1種以上所述太陽電池元件，於太陽電池元件之電極上配置配線材料而構成。太陽電池亦可進一步視需要經由配線材料而連結多個太陽電池元件，進一步用密封材加以密封。
所述配線材料及密封材並無特別限制，可自本領域中所通常使用之配線材料及密封材中適宜選擇。
另外，作為日本專利申請2012-002634之揭示，藉由參照而將其全體併入至本說明書中。
作為本說明書中所記載之所有文獻、專利申請及技術規格，與具體且各個地記載藉由參照而併入各個文獻、專利申請及技術規格之情形同等程度地，藉由參照而併入至本說明書中。
[實施例]
以下，對本發明的實施例進一步加以具體的說明，但本發明並不限制於該些實施例。另外，若無特別之記述，則藥劑全 部使用試劑。而且，「%」若無特別說明則表示「質量%」。
而且，實施例中的含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的體積平均粒徑是使用雷射繞射散射法粒度分布測定裝置(貝克曼庫爾特股份有限公司(Beckman Coulter,Inc.)製造之LS 13 320)，於分散狀態下測定粒徑。
<實施例1> (遮罩形成用組成物1之調製)
將碳酸鈣(高純度化學製造，體積平均粒徑為2.0 μm、非晶形粒子)10 g(18質量%)、溶解有15質量%乙基纖維素(陶氏化學(Dow Chemical)製造，STD200)之松脂醇(萜化學製造，松脂醇-LW)20 g(36質量%)、松脂醇25 g(46質量%)加以混合，調製遮罩形成用組成物1。該遮罩形成用組成物1於25℃、5 rpm下之黏度為16 Pa．s。而且，黏度是藉由E型黏度計(東京計器製造)，將遮罩形成用組成物之取樣量設為0.5 ml而進行測定。
(磷擴散液之調製)
調製磷酸二氫銨(和光純藥工業製造)之20質量%水溶液，使用上清液(supernatant liquid)之飽和磷酸二氫銨水溶液作為磷擴散液。
(熱擴散及蝕刻步驟)
於切片後之n型矽基板(以下亦稱為「n型矽基板」)表面上，藉由絲網印刷機(MT-320T，微型技術有限公司(Micro-tec Co.,Ltd.)製造)而塗佈遮罩形成用組成物1，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上使其乾燥1分鐘。其次，準備另外之矽基板，以500 rpm旋塗(三笠(Mikasa)公司製造，MS-A100)磷擴散液，於200℃下進行乾燥。
於使上述二枚矽基板以1 mm之距離對向的狀態下，於950℃下進行10分鐘之加熱，使磷向塗佈有遮罩形成用組成物1之矽基板擴散。其後，將塗佈有遮罩形成用組成物1之矽基板在10質量%HCl水溶液中浸漬5分鐘後進行水洗，進一步在2.5質量%HF水溶液中浸漬5分鐘。對其進行水洗而加以乾燥後，進行下述評價。
(薄片電阻之測定)
塗佈有遮罩形成用組成物1之部分的薄片電阻是使用三菱化學股份有限公司製造之Loresta-EP MCP-T360型低電阻率計而藉由四探針法進行測定。塗佈有遮罩形成用組成物1之部分的薄片電阻為220 Ω/□。未塗佈部分之薄片電阻為10 Ω/□。
另外，作為參照試樣，將切片後之n型矽基板於2.5質量%HF水溶液中浸漬5分鐘，測定對其進行水洗而乾燥後的薄片電阻，結果是240 Ω/□。
<實施例2>
將碳酸鈣(高純度化學製造，體積平均粒徑2.0 μm、非晶形粒子)10 g、松脂醇40 g加以混合，使用行星型球磨機，使 用φ 5 mm之球珠以600 rpm進行粉碎及分散。粉碎後之碳酸鈣之體積平均粒徑為0.8 μm。
於該溶液50 g中混合溶解有15質量%乙基纖維素(陶 氏化學製造，STD200)之松脂醇(萜化學製造)30 g、松脂醇20 g，調製遮罩形成用組成物2。該遮罩形成用組成物2於25℃下之黏度為25 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物2絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物2之部分的薄片電阻為240 Ω/□。
<實施例3>
將氧化鈣(和光純藥工業製造，體積平均粒徑為2.5 μm、非晶形粒子)10 g、溶解有15質量%乙基纖維素(陶氏化學製造，STD200)之松脂醇30 g、松脂醇60 g加以混合，調製遮罩形成用組成物3。該遮罩形成用組成物3於25℃下之黏度為22 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物3絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物3之部分的薄片 電阻為240 Ω/□。
<實施例4>
將氫氧化鈣(和光純藥工業公司製造，體積平均粒徑為1.5 μm、非晶形粒子)20 g、溶解有15質量%乙基纖維素(陶氏化學製造，STD200)之松脂醇30 g、松脂醇50 g加以混合，調製遮罩形成用組成物4。該遮罩形成用組成物4於25℃下之黏度為28 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物4絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物4之部分的薄片電阻為240 Ω/□。
<實施例5>
將氧化鈣(和光純藥工業製造，體積平均粒徑為2.5 μm、非晶形粒子)5 g、溶解有15質量%乙基纖維素(陶氏化學製造，STD200)之松脂醇35 g、松脂醇60 g加以混合，調製遮罩形成用組成物5。該遮罩形成用組成物5於25℃下之黏度為24 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物5絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例 1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物5之部分的薄片電阻為225 Ω/□。
<實施例6>
將碳酸鎂(和光純藥工業公司製造，體積平均粒徑為2.2 μm、非晶形粒子)20 g、溶解有15質量%乙基纖維素(陶氏化學製造，STD200)之松脂醇30 g、松脂醇50 g加以混合，調製遮罩形成用組成物6。該遮罩形成用組成物6於25℃下之黏度為32 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物6絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物6之部分的薄片電阻為235 Ω/□。
<實施例7>
將碳酸鈣(高純度化學製造，體積平均粒徑為2.0 μm、非晶形粒子)40 g、松脂醇60 g加以混合，使用行星型球磨機，使用φ 3 mm之球珠以600 rpm進行粉碎及分散。粉碎後之碳酸鈣之體積平均粒徑為0.8 μm。
於該溶液90 g中混合溶解有15質量%乙基纖維素之松脂醇10 g，調製遮罩形成用組成物7。該遮罩形成用組成物7於25℃下之黏度為8 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物7絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物7之部分的薄片電阻為240 Ω/□。
<實施例8>
將碳酸鈣(高純度化學製造，體積平均粒徑為2.0 μm、非晶形粒子)50 g、松脂醇50 g加以混合，使用行星型球磨機，使用φ 3 mm之球珠以600 rpm進行粉碎及分散，調製遮罩形成用組成物8。該遮罩形成用組成物8於25℃下之黏度為8 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物8絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物8之部分的薄片電阻為240 Ω/□。
<實施例9>
於實施例4中，使用氧化鉀(和光純藥工業製造，體積平均粒徑為2.0 μm、非晶形粒子)代替氫氧化鈣，調製遮罩形成用組成物9。該遮罩形成用組成物9於25℃下之黏度為27 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物9絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後， 於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物9之部分的薄片電阻為240 Ω/□。
<實施例10>
將氧化鈣(和光純藥工業製造，體積平均粒徑為2.5 μm、非晶形粒子)5 g、松脂醇95 g加以混合，使用行星型球磨機，使用φ 3 mm之球珠以600 rpm進行粉碎及分散。於該溶液50 g中混合溶解有15質量%乙基纖維素之松脂醇50 g，調製遮罩形成用組成物10。該遮罩形成用組成物10於25℃下之黏度為19 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物10絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物10之部分的薄片電阻為200 Ω/□。
<實施例11>
將氧化鈣(和光純藥工業製造，體積平均粒徑為2.5 μm、非晶形粒子)1 g、松脂醇99 g加以混合，使用行星型球磨機，使用φ 3 mm之球珠以600 rpm進行粉碎及分散。粉碎後之氧化鈣之體積平均粒徑為1.0 μm。
於該溶液50 g中混合溶解有15質量%乙基纖維素之松脂醇50 g，調製遮罩形成用組成物11。該遮罩形成用組成物11於 25℃下之黏度為15 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物11絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物11之部分的薄片電阻為160 Ω/□。
<實施例12>
於實施例3中使用丁基卡必醇代替松脂醇，除此以外與實施例3同樣地進行而調製遮罩形成用組成物12。該遮罩形成用組成物12於25℃下之黏度為8 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物12絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物12之部分的薄片電阻為210 Ω/□。
<實施例13> (硼擴散液之調製)
調製氧化硼(高純度化學工業製造)之20質量%懸浮液，將該溶液用作硼擴散液。
(熱擴散及蝕刻步驟)
於n型矽基板表面上，藉由絲網印刷塗佈遮罩形成用組 成物1，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。其次，準備另外之矽基板，以100 rpm而旋塗硼擴散液，於200℃下進行乾燥。
於使上述二枚矽基板以1 mm之距離對向的狀態下，於950℃下進行30分鐘之加熱，使硼向n型矽基板擴散。其後，將n型矽基板在10質量%HNO3水溶液中浸漬5分鐘後進行水洗，進一步在2.5質量%HF水溶液中浸漬5分鐘。對其進行水洗而加以乾燥後，測定薄片電阻。
塗佈遮罩形成用組成物1之部分的薄片電阻為240 Ω/□。未塗佈之部分的薄片電阻為35 Ω/□。
<比較例1>
於實施例4中，使用氧化矽(高純度化學製造，體積平均粒徑為1.0 μm、大致球狀)代替氫氧化鈣，除此以外與實施例4同樣地進行而調製遮罩形成用組成物13。該遮罩形成用組成物13於25℃下之黏度為25 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物13絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物13之部分的薄片電阻為40 Ω/□。
<比較例2>
於實施例4中，使用聚乙烯亞胺(重量平均分子量為1萬)代替氫氧化鈣，除此以外與實施例4同樣地進行而調製遮罩形成用組成物14。該遮罩形成用組成物14於25℃下之黏度為11 Pa．s。
藉由與實施例1同樣之方法將遮罩形成用組成物14絲網印刷於n型矽基板上，於150℃之加熱板上進行5分鐘之乾燥後，於500℃之加熱板上進行1分鐘之乾燥。於此以後之步驟與實施例1同樣地進行而進行評價。塗佈遮罩形成用組成物14之部分的薄片電阻為35 Ω/□。
根據以上可知：藉由使用包含含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物、分散介質、有機黏合劑的遮罩形成用組成物，可充分防止施體元素或受體元素之擴散。
10‧‧‧基板
11‧‧‧遮罩形成用組成物
12、13‧‧‧塗佈用擴散材料
12'、13'‧‧‧塗佈用擴散材料之焙燒物
14‧‧‧n+型擴散層
15‧‧‧p+型擴散層
16‧‧‧抗反射膜
17‧‧‧鈍化膜
18、19‧‧‧電極

Claims (12)

  1. 一種遮罩形成用組成物，其含有：含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物、分散介質以及有機黏合劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的遮罩形成用組成物，其中不揮發成分中的所述含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的總質量比例為5質量%以上且不足100質量%。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的遮罩形成用組成物，其中所述含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物包含選自由鎂、鈣、鈉、鉀、鋰、銣、銫、鈹、鍶、鋇以及鐳所構成之群組的1種以上作為金屬元素。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的遮罩形成用組成物，其中所述含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物包含選自由氧化鎂、氧化鈣、氧化鉀、碳酸鎂、碳酸鈣、硫酸鎂、硫酸鈣、硝酸鈣、氫氧化鎂以及氫氧化鈣所構成之群組的1種以上。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的遮罩形成用組成物，其中所述含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物在常溫下是固體粒子，且所述粒子的體積平均粒徑為30 μm以下。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的遮罩形成用組成物，其中所述分散介質包含選自由水、醇系溶劑、二醇單醚系溶劑及萜系溶劑所構成之群組的1種以上。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的遮罩形成用組成物，其中所述有機黏合劑包含選自由丙烯酸樹脂及纖維素 樹脂所構成之群組的1種以上。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的遮罩形成用組成物，其中25℃下之黏度為0.5 Pa．s~400 Pa．s。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的遮罩形成用組成物，其更含有觸變劑。
  10. 一種太陽電池用基板的製造方法，其包含：將如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的遮罩形成用組成物成圖案狀地施用至半導體基板上，從而形成遮罩的步驟；以及於所述半導體基板上的未形成所述遮罩的部分摻雜施體元素或受體元素，從而於所述半導體基板內部分性地形成擴散層的步驟。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中施用所述遮罩形成用組成物的方法是印刷法或噴墨法。
  12. 一種太陽電池元件的製造方法，其包含：於藉由如申請專利範圍第10項或第11項所述的製造方法而獲得的太陽電池用基板的擴散層上形成電極的步驟。
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