TW201340363A - 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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Abstract

本發明提供一種太陽電池用基板的製造方法，其包含如下步驟：於半導體基板的表面上形成包含含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的遮罩層的步驟；於所述半導體基板的未形成所述遮罩層的區域形成擴散層的步驟。

Description

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 confinement effect)而實現高效率化，準備形成有紋理結構的p型矽基板，繼而於氧氯化磷(POCl3)、氮、氧的混合氣體的環境下，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煅燒，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。於是開發出一種背面電極型太陽電池，該背面電極型太陽電池於受光面並無電極，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型矽基板的受光面及背面的整個面形成遮罩。此處，遮罩具有抑制摻雜劑擴散至矽基板內的功能。其次，將矽基板的背面的遮罩的一部分除去而形成開口部。而且，若使p型摻雜劑自遮罩的開口部擴散至矽基板的背面，則僅僅在與開口部對應的區域形成p+型擴散層。其次，將矽基板的背面的遮罩完全除去後，再次於矽基板的背面的整個面形成遮罩。繼而，將與所述形成有p+型擴散層的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的背面擴散，形成n+型擴散層。繼而，將矽基板的背面的遮罩完全除去，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所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前驅物的遮蔽膏(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：製程久，因此製造成本變高。
而且，對於日本專利特開2007-49079號公報中所記載的使用含有SiO2前驅物的遮蔽膏的方法而言，由於是物理性地防止施體元素或受體元素的擴散的方法，而且包含SiO2的遮罩難以形成緻密的膜，故容易形成針孔，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的問題點而成者，其課題在於提供：可容易且選擇性地形成摻雜區域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手段如下所述。
<1>一種太陽電池用基板的製造方法，包括：於半導體基板的表面上形成包含含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的遮罩層的步驟；於所述半導體基板的未形成所述遮罩層的區域形成擴散層的步驟。
<2>如上述<1>所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述太陽電池用基板是於半導體基板的受光面及相對於該受光面而言為相反面的背面上具有電極的雙面電極型太陽電池用基板，且該太陽電池用基板的製造方法包括：於半導體基板的背面上形成所述遮罩層的步驟；於所述受光面形成n型擴散層的步驟； 將所述背面的所述遮罩層除去的步驟。
<3>如上述<1>所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述太陽電池用基板是僅僅於半導體基板的相對於受光面而言為相反面的背面具有電極的背面電極型太陽電池用基板，且該太陽電池用基板的製造方法包括：於半導體基板的受光面的整個面及背面的一部分上形成第一所述遮罩層的步驟；於所述背面的未形成有所述第一遮罩層的區域形成p型擴散層的步驟；將所述受光面及所述背面的所述第一遮罩層除去的步驟；於所述背面上的與形成所述p型擴散層的區域不同的區域形成第二所述遮罩層的步驟；於所述背面的未形成有所述第二遮罩層的區域形成n型擴散層的步驟；將所述受光面及所述背面的所述第二遮罩層除去的步驟。
<4>如上述<1>所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述太陽電池用基板是可於半導體基板的雙面受光的雙面受光型太陽電池用基板，且該太陽電池用基板的製造方法包括：於半導體基板的其中一面即第一面的整個面上形成第一所述 遮罩層的步驟；於所述半導體基板的另一面即第二面形成p型擴散層的步驟；將所述第一面的所述第一遮罩層除去的步驟；於所述半導體基板的所述第二面的整個面上形成第二所述遮罩層的步驟；於所述半導體基板的所述第一面形成n型擴散層的步驟；將所述第二面的所述第二遮罩層除去的步驟。
<5>如上述<2>~<4>中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，於將所述遮罩層除去的步驟中，藉由酸水溶液將所述遮罩層除去。
<6>如上述<1>~<5>中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，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、及鐳所構成的群組中的1種以上作為金屬元素。
<7>如上述<1>~<6>中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，於形成所述遮罩層的步驟中，將包含所述含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物、分散介質與有機黏合劑的遮罩形成用組成物施用(apply)至半導體基板上並進行加熱處理而形成所述遮罩層。
<8>如上述<7>所述的太陽電池用基板的製造方法，其中， 所述遮罩形成用組成物的不揮發成分中，所述含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的含有率為5質量%以上且不足100質量%。
<9>如上述<7>或<8>所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述遮罩層是藉由噴墨、分注器或網版印刷的任一方法將所述遮罩形成用組成物施用至半導體基板上而形成。
<10>如上述<2>~<9>中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述n型擴散層是使用包含氧氯化磷的氣體而形成。
<11>如上述<2>~<9>中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述n型擴散層是將包含磷化合物的組成物施用至半導體基板上進行加熱處理而形成。
<12>如上述<11>所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述磷化合物是包含磷原子的玻璃粉末。
<13>如上述<3>~<12>中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述p型擴散層是使用包含溴化硼的氣體而形成。
<14>如上述<3>~<12>中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述p型擴散層是將包含硼化合物的組成物施用至半導體基板上 並進行加熱處理而形成。
<15>如上述<14>所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述硼化合物是包含硼原子的玻璃粉末。
<16>一種太陽電池元件的製造方法，包括：於藉由如上述<1>~<15>中任一項所述的製造方法所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：可容易且選擇性地形成摻雜區域的太陽電池用基板的製造方法、及使用該太陽電池用基板的太陽電池元件的製造方法。
10‧‧‧p型半導體基板/半導體基板
11‧‧‧第一遮罩層/遮罩層
12‧‧‧磷矽酸鹽玻璃層
13‧‧‧n+型擴散層
14‧‧‧鈍化膜
15‧‧‧n電極
16‧‧‧p電極
17‧‧‧p+型拡散層
18‧‧‧硼矽酸鹽玻璃層
101‧‧‧n型半導體基板/半導體基板
111‧‧‧第二遮罩層/遮罩層
圖1是表示單面受光、背面電極型太陽電池的製造步驟的一例的概念性模式圖。
圖2是表示單面受光、雙面電極型太陽電池的製造步驟的一例的概念性模式圖。
圖3是表示雙面受光、雙面電極型太陽電池的製造步驟的一例的概念性模式圖。
首先，對本發明的太陽電池用基板的製造方法加以說明，其次對太陽電池用基板的製造方法中所使用的遮罩形成用組 成物加以說明。
另外，在本說明書中，「步驟」的用語不僅僅是獨立的步驟，即使於無法與其他步驟明確地區別的情形時，若達成該步驟所期望的作用，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的數值分別作為最小值及最大值的範圍。另外，於本說明書中，作為組成物中的各成分的量，於組成物中存在多個相當於各成分的物質的情形時，若無特別限定，則表示於組成物中所存在的該多種物質的合計量。
而且，有時將施體元素或受體元素稱為摻雜劑。
<太陽電池用基板及太陽電池元件的製造方法>
所謂太陽電池用基板是指一般的太陽電池用基板，且是指於半導體基板上形成有n型擴散層或p型擴散層的基板。而且，所謂太陽電池元件是於太陽電池用基板的擴散層上具有電極的元件。
本發明的太陽電池用基板的製造方法包含如下步驟：於半導體基板的表面上形成包含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」)的遮罩層的步驟；於所述半導體基板的未形成有遮罩層的區域形成擴散層的步驟。
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所得的太陽電池用基板的擴散層上形成電極的步驟。
藉由於半導體基板中不需要擴散施體元素或受體元素的 區域形成包含含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的遮罩層，可充分防止所述區域的施體元素及受體元素的擴散。因此，可於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。
若對含有特定化合物的遮罩層施用作為酸性化合物的摻雜化合物，則於特定化合物與摻雜化合物之間產生反應。該反應的反應性較摻雜化合物與半導體基板的反應更高，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、氧氯化磷等，這些化合物均為酸性化合物(或與水反應而表現出酸性的化合物)。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，該酸鹼反應的反應性高，因此可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的轉換效率降低等不良現象。
此處，參照圖1~圖3對本發明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是概念性地表示單面受光、背面電極型太陽電池用基板及太陽電池元件的製造步驟的一例的模式截面圖。於之後的圖式中，對共用的構成元件附以相同的符號。圖2是概念性地表示單面受光、雙面電極型太陽電池用基板及太陽電池元件的製造步驟的一例的模式截面圖。圖3是概念性地表示雙面受光、雙面電極型太陽電池用基板及太陽電池元件的製造步驟的一例的模式截面圖。
(1)背面電極型太陽電池用基板及太陽電池元件的製造方法
於背面電極型太陽電池用基板的製造方法中包含以下步驟：(1-1)於半導體基板的受光面的整個面及背面的一部分形成第一所述遮罩層的步驟、(1-2)於所述背面的未形成所述第一遮罩層的區域形成p型擴散層的步驟、(1-3)將所述受光面及所述背面的所述第一遮罩層除去的步驟、(1-4)於所述背面上的與形成所述p型擴散層的區域不同的區域形成第二所述遮罩層的步驟、(1-5)於所述受光面及所述背面的未形成所述第二遮罩層的區域形成n型擴散層的步驟、及(1-6)將所述背面的所述第二遮罩層除去的步驟。
(1-0)準備半導體基板的步驟
於圖1之(1)中，於作為n型半導體基板101的矽基板上施用鹼溶液而將損傷層除去，其次藉由蝕刻步驟等而獲得紋理結構。
詳細而言，例如藉由20質量%的苛性鈉除去自鑄錠切片時所產生的矽基板表面的損傷層。其次，於受光面側，藉由使用電漿的乾式蝕刻而形成紋理結構(於圖中省略紋理結構的記載)。太陽電池元件藉由於受光面(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。而且，藉由使背面成為鏡面形狀，可抑制載子的再結合。
(1-1)形成第一遮罩層的步驟
於圖1之(2)中，於n型半導體基板101的表面(亦即受光面)的整個面及作為其相反面的背面的一部分形成第一遮罩層11。未形成第一遮罩層11的開口部與預定形成電極的區域對應。
作為遮罩層，若形成包含含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的遮罩層，則其形成方法並無特別限制。遮罩層的形成方法例如可列舉：將後述的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施用至受光面的整個面及背面的一部分的方法。遮罩形成用組成物的詳細如後所述。
將遮罩形成用組成物施用至n型半導體基板101上的方法可列舉印刷法、旋轉法、刷塗、噴霧法、刮刀法、輥塗法、噴墨法、分注器(dispenser)法等。
其中，若考慮到將遮罩形成用組成物施用至背面的一部分，則自可將遮罩形成用組成物容易地施用為圖案狀的觀點考慮，較佳的是噴墨法、分注器法或網版印刷法。此種施用方法的具體例可列舉使用網版印刷機、膠版印刷機(offset Printing Machine)、凹版印刷機、柔性版印刷機(Flexo Printing Machine)、噴墨機等的方法。另外，亦可將遮罩形成用組成物施用至背面的整個面後，藉由蝕刻等將其一部分除去，形成圖案狀的遮罩層。
將遮罩形成用組成物施用至受光面的整個面的方法並無特別限制，可適宜選擇上述方法。
上述遮罩形成用組成物的施用量並無特別限制，例如為了充分地抑制摻雜劑的擴散，熱處理後的固形物量較佳的是0.001 mg/cm2~10 mg/cm2，更佳的是0.01 mg/cm2~5 mg/cm2，進一步更佳的是0.05 mg/cm2~1 mg/cm2。
若施用量為0.001 mg/cm2以上，則存在獲得充分的擴散阻礙能力的傾向；若為10 mg/cm2以下，則可減少遮罩形成用組成物的使用量，能夠以低成本製造太陽電池元件。
上述遮罩形成用組成物的塗膜的厚度並無特別限制，較佳的是0.1 μm~50 μm，更佳的是1 μm~30 μm。
其次，對施用至n型半導體基板101上的遮罩形成用組成物視需要而進行乾燥，從而可獲得遮罩層。乾燥溫度可根據遮罩形成用組成物中所含的分散介質等成分而適宜調整，並無特別限制。例如較佳的是50℃~800℃，更佳的是100℃~500℃。
(1-2)形成p型拡散層的步驟
其次，於圖1之(3)、圖1之(4)中，於n型半導體基板101的背面的未施用第一遮罩層11的部分形成p+型拡散層17。形成p+型拡散層17的方法可使用公知的方法。例如藉由使用包含溴化硼的氣體而形成的方法、或施用包含硼化合物的組成物並進行加熱處理的方法，使作為p型摻雜劑的硼原子於n型半導體基板10中擴散，從而可形成p+型擴散層17。加熱處理溫度並無特別限制，較佳的是於750℃~1050℃的溫度下、1分鐘~300分鐘的條件下進行熱處理。
於本發明中，第一遮罩層11包含含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物，因此於形成第一遮罩層11的區域中充分阻礙p型摻雜劑的擴散。
於使用溴化硼等包含硼的氣體而形成p+型擴散層的方法中，一面流入溴化硼等包含硼的氣體一面進行加熱處理(約800℃~1200℃)，於半導體基板上形成硼矽酸鹽玻璃(borosilicate glass)層18，繼而進行熱擴散(約800℃~1200℃)而形成p+型擴散層17。
而且，包含硼化合物的組成物較佳的是如日本專利特開2011-181901號公報中所記載那樣硼化合物為包含硼原子的玻璃粉末的組成物。若使用此種組成物，則可阻礙外擴散(out diffusion)(摻雜劑擴散至不需要擴散的部分為止的現象)，可更選擇性地形成p+型擴散層17。施用組成物的方法可列舉噴墨法、分注器法、 網版印刷法等。
(1-3)除去第一遮罩層的步驟
其次，於圖1之(5)中，將受光面及背面的第一遮罩層11除去。此時，於上述p+型擴散層的形成步驟中生成硼矽酸鹽玻璃層18等的情形時，亦將硼矽酸鹽玻璃層18除去。
遮罩層11的除去及視需要而實施的硼矽酸鹽玻璃層18的除去較佳的是使用酸水溶液而進行。酸水溶液可列舉氫氟酸、硝酸、硫酸、鹽酸、乙酸的水溶液等，其中較佳的是使用氫氟酸水溶液。更具體而言，較佳的是於使用鹽酸(例如10質量%的HCl水溶液)後，進一步使用氫氟酸水溶液。所述氫氟酸水溶液中的氫氟酸的濃度較佳的是0.1質量%~40質量%。
而且，該步驟之後，較佳的是藉由側面蝕刻等而進行p-n接合(p-n junction)分離。
(1-4)形成第二遮罩層的步驟
其次，於圖1之(6)中，以於背面上的與形成了p+型擴散層17的區域不同的區域具有開口部的方式形成第二遮罩層111。形成第二遮罩層111的方法可列舉與於背面形成第一遮罩層11的上述方法相同的方法。
(1-5)形成n型擴散層的步驟
其次，於圖1之(7)、圖1之(8)中，於受光面及背面的未形成第二遮罩層111的區域形成n+型擴散層13。
形成n+型擴散層13的方法可使用公知的方法。例如可藉 由使用包含氧氯化磷的氣體而形成的方法、或者施用包含磷化合物的組成物並進行加熱處理的方法，使作為n型摻雜劑的磷於n型半導體基板10中擴散，從而形成n+型擴散層13。
於本發明中，第二遮罩層111包含含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物，因此於形成了第二遮罩層111的區域中充分阻礙n型摻雜劑的擴散。
於使用包含氧氯化磷的氣體而形成n+型擴散層13的方法中，一面流入包含氧氯化磷的氣體一面進行加熱處理(約800℃~1000℃)，於半導體基板上形成磷矽酸鹽玻璃層12，繼而進行熱擴散(約800℃~1000℃)而形成n+型擴散層13。
而且，包含磷化合物的組成物較佳的是如WO2011/090216號公報中所記載般磷化合物為包含磷原子的玻璃粉末的組成物。若使用此種組成物，則可抑制外擴散，可更選擇性地形成n+型擴散層13。施用組成物的方法可列舉噴墨法、分注器法、網版印刷法等。
(1-6)除去第二遮罩層的步驟
其次，於圖1之(9)中，將背面的第二遮罩層111除去。此時，於上述n+型擴散層的形成步驟中生成磷矽酸鹽玻璃層12等的情形時，亦將磷矽酸鹽玻璃層12除去。
遮罩層111的除去以及視需要實施的磷矽酸鹽玻璃層12的除去可藉由與上述(1-3)的除去第一遮罩層的步驟同樣的方法而進行，因此省略說明。
藉由以上的步驟，可獲得於半導體基板的其中一面形成有n+型擴散層與p+型擴散層這兩個區域的背面電極型太陽電池用基板。於以後的步驟中，於擴散層上形成電極而製作背面電極型太陽電池元件。
(1-7)形成鈍化膜的步驟
於圖1之(10)中，於半導體基板101的受光面及背面的一部分形成鈍化膜14。鈍化膜較佳的是SiN膜、SiO2膜、非晶質(amorphous)Si膜、或以Al2O3為主成分的膜，更佳的是使用SiN膜。藉由使用SiN膜，可抑制光的反射率，且可期待高的鈍化效果。鈍化膜的膜厚並無特別限制，較佳的是10 nm~300 nm，更佳的是30 nm~150 nm。
於背面的一部分形成鈍化膜14的方法並無特別限制。例如可通過如下方式而形成：於背面的整個面形成鈍化膜14後，藉由噴墨法等對欲開口的部位施用蝕刻液(包含氫氟酸、氟化銨、磷酸等的溶液)，並進行熱處理。
另外，於下述(1-8)形成電極的步驟中，若所述電極形成用組成物使用包含玻璃粉(glass frit)的組成物，則可省略鈍化膜14的開口步驟。若將包含玻璃粉的電極形成用組成物施用至鈍化膜14上，於600℃~900℃的範圍煅燒數秒~數分鐘，則玻璃粉熔融鈍化膜14，組成物中的金屬粒子(例如銀粒子)與半導體基板101形成接觸部而凝固。由此而使所形成的n電極15、p電極16與半導體基板101導通。此被稱為燒穿(fire through)。
(1-8)形成電極的步驟
其次，於圖1之(11)中，於背面上，於n+型擴散層13上形成n電極15，於p+型擴散層17上形成p電極16。n電極15、p電極16的材質或形成方法並無特別限定。亦可施用包含鋁、銀、銅等金屬的電極形成用組成物，進行乾燥而形成背面電極。而且，n電極與p電極亦可為同一材質。其次，對電極進行煅燒而製作太陽電池。
(2)雙面電極型太陽電池用基板及太陽電池元件的製造方法
於雙面電極型太陽電池用基板的製造方法中包含以下步驟：(2-1)於半導體基板的背面形成遮罩層的步驟、(2-2)於受光面形成n型擴散層的步驟、及(2-3)將所述背面的所述遮罩層除去的步驟。
(2-0)準備半導體基板的步驟
於圖2之(1)中，於作為p型半導體基板10的矽基板上施用鹼溶液而將損傷層除去，其次藉由蝕刻步驟等而獲得紋理結構。
詳細而言，例如藉由20質量%的苛性鈉而除去自鑄錠切片時所產生的矽基板表面的損傷層。其次，於受光面側，藉由使用電漿的乾式蝕刻而形成紋理結構(於圖中省略紋理結構的記載)。太陽電池元件藉由於受光面(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。而且，藉由使背面成為鏡面形 狀，可抑制載子的再結合。
(2-1)形成遮罩層的步驟
於圖2之(2)中，於半導體基板10的與受光面(表面)為相反面的背面上形成遮罩層11。形成遮罩層11的方法可使用與所述背面電極型太陽電池的製造方法中的所述形成第一遮罩層的方法同樣的方法。
(2-2)n型擴散層的形成
其次，於圖2之(3)及圖2之(4)中，於半導體基板10的受光面形成n+型擴散層13。形成n+型擴散層13的方法可使用與所述背面電極型太陽電池的製造方法中的n型擴散層的形成方法同樣的方法。
(2-3)除去遮罩層的步驟
其次，於圖2之(5)中，將背面上的遮罩層11除去。於上述n型擴散層的形成步驟中生成磷矽酸鹽玻璃層12等的情形時，亦將磷矽酸鹽玻璃層12除去。除去遮罩層11及磷矽酸鹽玻璃層12等的方法可使用與所述背面電極型太陽電池的製造方法中的所述除去第一遮罩層的方法同樣的方法。
藉由以上步驟，獲得於半導體基板的受光面(表面)形成有n+型擴散層的雙面電極型太陽電池用基板。而且，於形成後述的背面電極時，於半導體基板的背面形成p+型擴散層。於以後的步驟中，於擴散層上形成電極而製作雙面電極型太陽電池元件。
(2-4)形成鈍化膜的步驟
於圖2之(6)中，於半導體基板的受光面形成鈍化膜14。鈍化膜14的材質及形成方法與所述背面電極型太陽電池的製造方法中針對鈍化膜中所說明的材質及形成方法相同。
(2-5)形成電極的步驟
其次，於圖2之(7)、圖2之(8)中，形成n電極15及p電極16。於形成p電極16時的煅燒時，亦形成p+型擴散層17(圖2之(8))。
形成鈍化膜及電極的方法可使用與所述背面電極型太陽電池的製造方法中的所述形成鈍化膜及電極的方法同樣的方法。另外，於圖2之(6)~圖2之(8)中，所述n電極形成用組成物使用包含玻璃粉的組成物，並未經過鈍化膜14的開口步驟而藉由燒穿使n電極15與半導體基板10導通。
(3)雙面受光型太陽電池用基板及太陽電池元件的製造方法
於雙面受光型太陽電池用基板的製造方法中包含以下的步驟：(3-1)於半導體基板的其中一面即第一面的整個面上形成第一遮罩層的步驟、(3-2)於所述半導體基板的另一面即第二面上形成p型擴散層的步驟、(3-3)將所述第一面的所述第一遮罩層除去的步驟、(3-4)於所述半導體基板的所述第二面的整個面上形成第二 遮罩層的步驟、(3-5)於所述半導體基板的所述第一面上形成n型擴散層的步驟、及(3-6)將所述第二面的所述第二遮罩層除去的步驟。
(3-0)準備半導體基板的步驟
於圖3之(1)中，於作為n型半導體基板101的n型矽基板上施用鹼溶液而將損傷層除去，其次藉由蝕刻步驟等而獲得紋理結構。
詳細而言，例如藉由20質量%的苛性鈉而除去自鑄錠切片時所產生的矽基板表面的損傷層。其次藉由使用5質量%左右的苛性鈉水溶液的鹼性蝕刻而於雙面形成紋理結構(於圖中省略紋理結構的記載)。太陽電池元件藉由於受光面(雙面)側形成紋理結構而促進光侷限效應，從而實現高效率化。
(3-1)形成第一遮罩層的步驟
於圖3之(2)中，於半導體基板101的其中一面即第一面的整個面上形成第一遮罩層11。形成遮罩層11的方法可使用與所述背面電極型太陽電池的製造方法中的所述形成第一遮罩層的方法同樣的方法。
(3-2)p型擴散層的形成
其次，於圖3之(3)、圖3之(4)中，於半導體基板101上的未形成第一遮罩層11的面(第二面)形成p+型擴散層17。形成p+型擴散層17的方法可使用與所述背面電極型太陽電池的製 造方法中的p型擴散層的形成方法同樣的方法。
(3-3)除去第一遮罩層的步驟
其次，於圖3之(5)中，將第一面的第一遮罩層11除去。於上述p+型擴散層的形成步驟中生成硼矽酸鹽玻璃層18等的情形時，亦將硼矽酸鹽玻璃層18除去。除去遮罩層11及硼矽酸鹽玻璃層18等的方法可使用與所述背面電極型太陽電池的製造方法中的所述除去第一遮罩層的方法同樣的方法。
(3-4)形成第二遮罩層的步驟
其次，於圖3之(6)中，於半導體基板10上的形成p+型擴散層的面(第二面)的整個面上形成第二遮罩層111。形成遮罩層111的方法可列舉與所述背面電極型太陽電池的製造方法中的所述形成第一遮罩層的步驟同樣的方法。
(3-5)形成n型擴散層的步驟
其次，於圖3之(7)、圖3之(8)中，於半導體基板10上的未形成p+型擴散層17的面(第一面)形成n+型擴散層13。形成n+型擴散層13的方法可使用與所述背面電極型太陽電池的製造方法中的n型擴散層的形成方法同樣的方法。
(3-6)除去第二遮罩層的步驟
其次，於圖3之(9)中，將第二面的第二遮罩層111除去。於上述n型擴散層的形成步驟中生成磷矽酸鹽玻璃層12等的情形時，亦將磷矽酸鹽玻璃層12除去。除去遮罩層111及磷矽酸鹽玻璃層12等的方法可使用與所述背面電極型太陽電池的製造方 法中的所述除去第一遮罩層的方法同樣的方法。
藉由以上步驟而獲得於半導體基板的受光面的其中一面形成有n+型擴散層、於另一面形成有p+型擴散層的雙面受光型太陽電池用基板。於以後的步驟中，於擴散層上形成電極，製作雙面受光型太陽電池元件。
(3-7)形成鈍化膜及電極的步驟
其次，於圖3之(10)中，於半導體基板的雙面形成鈍化膜14。繼而，於圖3之(11)、圖3之(12)中，於形成n+型擴散層13的面側形成n電極15，於形成p+型擴散層17的面側形成p電極16。另外，形成鈍化膜及電極的方法可使用與所述背面電極型太陽電池的製造方法中的所述形成鈍化膜及電極的方法同樣的方法。而且，於圖3之(11)、圖3之(12)中，用以製作n電極15的n電極形成用組成物及用以製作p電極16的p電極形成用組成物均使用包含玻璃粉的組成物，未經過鈍化膜14的開口步驟而藉由燒穿使n電極15及p電極16與半導體基板101導通。
<遮罩形成用組成物>
如上所述，本發明的遮罩層較佳的是藉由如下方式而形成：施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並進行加熱處理。自塗佈性的觀點考慮，較佳的是所述遮罩形成用組成物更含有分散介質或有機黏合劑。
(含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物)
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，較佳的是在熱擴散的高溫(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℃以上的高溫下，變化為鹼性化合物的材料。進一步自顯示出強鹼性的觀點考慮，金屬化合物較佳的是含有選自由鎂、鈣、鈉、鉀、鋰、銣、銫、鈹、鍶、鋇及鐳所構成的群組的1種以上作為金屬元素，更佳的是含有選自由鎂、鈣、鋇、鉀、鈉所構成的群組的1種以上，進一步更佳的是含有選自由鎂、鈣及鉀所構成的群組的1種以上，自低毒性及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的群組的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的群組的1種以上：含有選自由這些金屬元素所構成的群組的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；更佳的是選自由如下化合物所構成的群組的1種以上：含有選自由這些金屬元素所構成的群組的1種以上的金屬氧化物、金屬碳酸鹽及金屬氫氧化物所構成的群組的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這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這些的複合氧化物、金屬氫氧化物、以及金屬碳酸鹽所構成的群組的1種以上。
這些化合物中，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的群組的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1種以上的碳酸鈣。
於含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物在常溫下為固體的情形且呈粒子形狀的情形時，該粒子的粒徑較佳的是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。體積平均粒徑可以檢測對粒子所照射的雷射光的散射光強度與角度的關係，並基於Mie散射理論而算出。測定時的分散介質並無特別限制，較佳的是使用並不溶解作為測定對象的粒子的分散介質。
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的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的載子的壽命降低的虞，因此粉碎容器、珠粒、球珠等的材質較佳的是選擇對半導體基板的影響少的材質。在粉碎時可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，特定化合物的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的化合物的粒子(例如氧化矽粒子)為載體，於該載體的表面被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的有效表面積變大，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比表面積的材料，可例示SiO2、活性碳、碳纖維、氧化鋅等無機材料的粒子。
所述粒子的形狀並無特別限制，可為大致球狀、扁平狀、鱗片狀、塊狀、橢球狀、板狀及棒狀的任意者。所述粒子的形狀可藉由電子照相等而確認。
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的含量可考慮塗佈性、施體元素或受體元素的擴散性等而決定。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的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，則可充分抑制施體元素或受體元素向半導體基板中的 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的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發光分光分析/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。而且，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(methyl tetrahydrofuran)、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、酢酸甲氧基三乙二醇、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(溶纖劑(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、二戊烯、α-蒎烯、β-蒎烯、松油醇、香旱芹酮(carvone)、羅勒烯、水芹烯 (phellandrene)等萜烯系溶劑。這些溶劑可單獨使用1種或者將2種以上組合使用。
這些溶劑中，自於半導體基板上的塗佈性的觀點考慮，分散介質較佳的是水、醇系溶劑、二醇單醚系溶劑、或萜烯系溶劑，更佳的是水、醇、溶纖劑、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-松脂醇或溶纖劑。
遮罩形成用組成物中的分散介質的含有率可考慮塗佈性、及摻雜劑濃度而決定，例如相對於遮罩形成用組成物100質量%而言，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較佳的是含有有機黏合劑。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)、 瓜爾膠衍生物；硬葡聚糖(scleroglucan)、硬葡聚糖衍生物；黃耆膠(tragacanth)、黃耆膠衍生物；糊精(dextrin)、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；及這些有機黏合劑的共聚物。
這些有機黏合劑中，自分解性、及防止網版印刷(screen print)時的液體流掛(sagging)的觀點考慮，較佳的是包含丙烯酸樹脂或纖維素衍生物。這些有機黏合劑可單獨使用1種或將2種以上組合使用。
有機黏合劑的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，含有有機黏合劑的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的金屬化合物的總含量與有機黏合劑的總含量的質量比率(鹼土金屬及鹼金屬的金屬化合物)/(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的分散介質。
(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，亦可視需要含有增黏劑、濕潤劑、界面活性劑、無機粉末、包含矽原子的樹脂、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煅燒的方面考慮，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-環氧丙烷的嵌段共聚物、炔屬乙二醇(acetylenic glycol)化合物等，自進一步減低半導體基板的電阻值的不均考慮，更佳的是炔屬乙二醇化合物。
無機粉末可例示氧化矽、氧化鈦、氮化矽、氧化矽、碳化矽等的粉末。
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，可構成具有適於網版印刷的黏度的網版印刷用遮罩形成用組成物、及具有適於噴墨印刷的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的遮罩形成用組成物自印刷圖案滲出或流掛。前述的有機黏合劑亦可兼具觸變劑的作用，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的載子的再結合的觀點考慮，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。
遮罩形成用組成物的黏度並無特別限制。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的黏度為0.5 Pa．s以上，則於施用至半導體基板上時難以產生液體流掛，而且若為400 Pa．s以下，則變得可形成細的塗膜圖案。
另外，遮罩形成用組成物的黏度可利用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、或旋轉機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>
太陽電池包含1種以上所述太陽電池元件，於太陽電池元件的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而構成。
所述配線材料及密封材並無特別限制，可自本領域中所 通常使用的配線材料及密封材中適宜選擇。
另外，日本專利申請案2012-002635的揭示其全體藉由引用而併入至本說明書中。
本說明書中所記載的所有文獻、專利申請案及技術規格是各個文獻、專利申請案及技術規格藉由引用而併入的程度與具體且各別地記載的情況相同程度地，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具體的說明，但本發明並不限制於這些實施例。另外，若無特別的記述，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.)製造的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的調製)
將碳酸鈣(稀有金屬有限公司(RARE METALLIC Co.,Ltd.)製造，純度為99.99%、體積平均粒徑為1.8 μm)10 g、溶解有15質量%的乙基纖維素(陶氏化學(Dow Chemical)製造，STD200)的α-松脂醇(萜烯化學製造)20 g、α-松脂醇25 g加以混合，調製遮罩形成用組成物1。
(雙面電極型太陽電池的製作)
將預切片p型矽基板(研華科技(Advantech)製造)浸於20% NaOH水溶液中，於50℃下進行30分鐘的處理而除去損傷層。其次，浸於鹼性蝕刻液SUN-X600(和光純藥工業製造)中，於60℃下進行30分鐘的處理而於受光面側形成紋理結構。
其次，藉由網版印刷將遮罩形成用組成物1塗佈於背面。將其於150℃、500℃下分別進行1分鐘的熱處理，形成遮罩層。遮罩層是以0.11 mg/cm2而被形成。
其次，放入至管型擴散爐中，流入包含氧氯化磷的N2-O2混合氣體而於850℃下進行30分鐘的熱處理。其次，以10% HNO3水溶液加以清洗後，以5% HF水溶液加以清洗，將磷矽酸鹽玻璃及遮罩層除去。
其次，藉由電漿增幅化學氣相沈積法，以矽烷氣體、氨為原料而於受光面側形成SiNx膜。SiNx膜的厚度為80 nm。
其次，藉由網版印刷而於受光面側塗佈Ag電極用膏(杜邦(Dupont)製造)、於背面塗佈Al電極用膏(PVGS製造)，於150℃下進行乾燥後，於800℃下進行煅燒，製作出太陽電池元件。發電特性是使用太陽電池評價系統(NF迴路設計股份有限公司，As-510-PV)來進行評價。轉換效率為16.0%。
<實施例2>
於實施例1中記載的遮罩形成用組成物1中，使用氧化鈣(高純度化學研究所製造，體積平均粒徑為2.5 μm)代替碳酸 鈣，除此以外與實施例1同樣地進行而製作太陽電池元件。轉換效率為15.8%。
<實施例3>
調製碳酸鈣(稀有金屬有限公司製造，純度為99.99%、體積平均粒徑為1.8 μm)4 g、α-松脂醇6 g的溶液，藉由行星型球磨機進行粉碎。將該溶液與溶解有12質量%的乙基纖維素的α-松脂醇10 g加以混合，從而調製出遮罩形成用組成物3。
除了使用遮罩形成用組成物3以外，與實施例1同樣地進行而製作太陽電池元件，進行其評價。轉換效率為15.8%。
<實施例4>
(背面電極型太陽電池)
用瑪瑙研缽將B2O3(高純度化學研究所製造，體積平均粒徑為3.0 μm)2 g、包含8質量%乙基纖維素的α-松脂醇溶液8 g加以混合，從而調製出p型擴散層形成用組成物。
將預切片n型矽基板(研華科技製造)浸於20% NaOH水溶液中，於50℃下進行30分鐘的處理而將損傷層除去。其次，僅僅將單面浸於鹼性蝕刻液SUN-X600(和光純藥工業製造)中，於60℃下進行30分鐘的處理而於受光面側形成紋理結構。其次，僅僅將背面側順次浸於10% HF、20% HNO3、10% CH3COOH水溶液中，從而製成鏡面結構。
其次，藉由網版印刷而於背面的一部分與受光面塗佈遮罩形成用組成物1。將其分別於150℃、500℃下進行1分鐘的熱 處理，形成遮罩層。遮罩層是以0.11 mg/cm2而被形成。
其次，於背面的未形成有遮罩層的部分網版印刷p型擴散層形成用組成物，於150℃下進行1分鐘的熱處理，於500℃下進行1分鐘的熱處理。將其放入至管型擴散爐中，一面流入N2氣體一面於950℃下進行30分鐘的熱處理，從而形成p型擴散層。其次，以10% HNO3水溶液加以清洗後，以5% HF水溶液加以清洗，將硼矽酸鹽玻璃及遮罩層除去。
其次，於形成有p型擴散層的部分藉由網版印刷塗佈遮罩形成用組成物1，將其分別於150℃、500℃下進行1分鐘的熱處理，從而形成遮罩層。將其放入至管型擴散爐中，一面流入包含氧氯化磷氣體的O2-N2氣體一面於850℃下進行30分鐘的熱處理，從而形成n型擴散層。其次，以10% HNO3水溶液加以清洗後，以5% HF水溶液加以清洗，將磷矽酸鹽玻璃及遮罩層除去。
其次，藉由電漿增幅化學氣相沈積法，以矽烷氣體、氨為原料而於受光面側形成SiNx膜。SiNx膜的厚度為80 nm。
其次，藉由網版印刷而於背面的形成有p型擴散層、n型擴散層的矽基板表面塗佈Ag電極用膏(杜邦製造)，於150℃下進行乾燥後，於800℃下進行煅燒。最後進行焊料浸漬(Solder dip)，從而完成太陽電池。轉換效率為16.4%。
<實施例5>
(雙面受光型太陽電池)
將預切片n型矽基板(研華科技製造)浸於20% NaOH 水溶液中，於50℃下進行30分鐘的處理而將損傷層除去。其次，將其浸於鹼性蝕刻液SUN-X600(和光純藥工業製造)中，於60℃下進行30分鐘的處理而於受光面及背面側形成紋理結構。
其次，藉由網版印刷將遮罩形成用組成物1塗佈於受光面。將其分別於150℃、500℃下進行1分鐘的熱處理，形成遮罩層。以0.11 mg/cm2形成遮罩層。
其次，於背面網版印刷實施例4中所調製的p型擴散層形成用組成物，於150℃下進行1分鐘的熱處理，於500℃下進行1分鐘的熱處理。將其放入至管型擴散爐中，一面流入N2氣體一面於950℃下進行30分鐘的熱處理。其次，以10% HNO3水溶液加以清洗後，以5% HF水溶液加以清洗，將硼矽酸鹽玻璃及遮罩層除去。
其次，藉由網版印刷將遮罩形成用組成物1塗佈於背面，將其分別於150℃、500℃下進行1分鐘的熱處理，形成遮罩層。將其放入至管型擴散爐中，一面流入包含氧氯化磷氣體的O2-N2氣體一面於850℃下進行30分鐘的熱處理。其次，以10% HNO3水溶液加以清洗後，以5% HF水溶液加以清洗，將磷矽酸鹽玻璃及遮罩層除去。
其次，將矽基板放入至管型擴散爐中，一面流入使超純水起泡的N2-O2氣體，一面於1000℃下進行1小時的熱處理，於雙面形成熱氧化膜。
其次，藉由網版印刷於雙面塗佈Ag電極用膏(杜邦製 造)，於150℃下進行乾燥後，於800℃下進行煅燒。最後，藉由焊料而連接太陽電池用配線材料(tab wire)(日立電線製造)，完成太陽電池。轉換效率為14.4%。
<比較例1>
於實施例1中，使用氧化矽(高純度化學製造，體積平均粒徑為1.0 μm、大致粒狀)代替碳酸鈣，除此以外與實施例1同樣地進行而製作太陽電池。轉換效率為13.5%。
根據以上可知：於本發明中，可容易且選擇性地於半導體基板形成摻雜區域，且所製造的太陽電池元件顯示出高的轉換效率。具體而言，藉由本發明的製造方法而製造的實施例1~實施例5的太陽電池元件的轉換效率均顯示出高出比較例1的太陽電池元件的轉換效率0.9%以上的轉換效率。
11‧‧‧第一遮罩層
12‧‧‧磷矽酸鹽玻璃層
13‧‧‧n+型擴散層
14‧‧‧鈍化膜
15‧‧‧n電極
16‧‧‧p電極
17‧‧‧p+型拡散層
18‧‧‧硼矽酸鹽玻璃層
101‧‧‧n型半導體基板/半導體基板
111‧‧‧第二遮罩層/遮罩層

Claims (16)

  1. 一種太陽電池用基板的製造方法，包括：於半導體基板的表面上形成包含含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的遮罩層的步驟；於所述半導體基板的未形成有所述遮罩層的區域形成擴散層的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述太陽電池用基板是於半導體基板的受光面及相對於該受光面而言為相反面的背面具有電極的雙面電極型太陽電池用基板，且該太陽電池用基板的製造方法包括：於所述半導體基板的所述背面上形成所述遮罩層的步驟；於所述受光面形成n型擴散層的步驟；將所述背面的所述遮罩層除去的步驟。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述太陽電池用基板是僅僅於半導體基板的相對於受光面而言為相反面的背面具有電極的背面電極型太陽電池用基板，且該太陽電池用基板的製造方法包括：於半導體基板的受光面的整個面及背面的一部分上形成第一所述遮罩層的步驟； 於所述背面的未形成有所述第一遮罩層的區域形成p型擴散層的步驟；將所述背面的所述第一遮罩層除去的步驟；於所述背面上的與形成有所述p型擴散層的區域不同的區域形成第二所述遮罩層的步驟；於所述受光面及所述背面的未形成有所述第二遮罩層的區域形成n型擴散層的步驟；將所述背面的所述第二遮罩層除去的步驟。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述太陽電池用基板是可於半導體基板的雙面受光的雙面受光型太陽電池用基板，且該太陽電池用基板的製造方法包括：於半導體基板的其中一面即第一面的整個面上形成第一所述遮罩層的步驟；於所述半導體基板的另一面即第二面形成p型擴散層的步驟；將所述第一面的所述第一遮罩層除去的步驟；於所述半導體基板的所述第二面的整個面上形成第二所述遮罩層的步驟；於所述半導體基板的所述第一面形成n型擴散層的步驟；將所述第二面的所述第二遮罩層除去的步驟。
  5. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，於將所述遮罩層除去的步驟中，藉由酸水溶液將所述遮罩層除去。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，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、及鐳所構成的群組中的1種以上作為金屬元素。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，於形成所述遮罩層的步驟中，將包含所述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的遮罩形成用組成物施用至半導體基板上並進行加熱處理而形成所述遮罩層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述遮罩形成用組成物的不揮發成分中，所述含有鹼土金屬或鹼金屬的金屬化合物的含有率為5質量%以上且不足100質量%。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述遮罩層是藉由噴墨、分注器或網版印刷的任一方法將所 述遮罩形成用組成物施用至半導體基板上而形成。
  10. 如申請專利範圍第2項至第9項中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述n型擴散層是使用包含氧氯化磷的氣體而形成。
  11. 如申請專利範圍第2項至第9項中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述n型擴散層是將包含磷化合物的組成物施用至半導體基板上並進行加熱處理而形成。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述磷化合物是包含磷原子的玻璃粉末。
  13. 如申請專利範圍第3項至第12項中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述p型擴散層是使用包含溴化硼的氣體而形成。
  14. 如申請專利範圍第3項至第12項中任一項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述p型擴散層是將包含硼化合物的組成物施用至半導體基板上並進行加熱處理而形成。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的太陽電池用基板的製造方法，其中，所述硼化合物是包含硼原子的玻璃粉末。
  16. 一種太陽電池元件的製造方法，包括： 於藉由如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述的製造方法所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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