TW201528531A - 半導體基板的製造方法、半導體基板、太陽電池元件的製造方法及太陽電池元件 - Google Patents

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Yasushi Kurata
Toranosuke Ashizawa
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Mitsunori Iwamuro
Eiichi Satou
Mari Shimizu
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Abstract

本發明提供一種具有擴散層的半導體基板的製造方法，包括：於半導體基板的至少一部分上，於各不相同的區域中賦予n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物的步驟，其中所述n型擴散層形成組成物含有含施體元素的玻璃粒子及分散介質，所述p型擴散層形成組成物含有含受體元素的玻璃粒子及分散介質；以及藉由進行熱處理而形成n型擴散層，且形成p型擴散層的步驟。

Description

半導體基板的製造方法、半導體基板、太陽電池元 件的製造方法及太陽電池元件
本發明是有關於一種半導體基板的製造方法、半導體基板、太陽電池元件的製造方法及太陽電池元件。
於現有的太陽電池元件中，於矽基板的太陽光入射之側的表面即受光面中，擴散與矽基板的導電型為相反導電型的雜質，藉此形成pn接合。然後，於該矽基板的受光面、及與受光面為相反側的背面上分別形成電極。
於所述太陽電池元件中，因於受光面上形成有電極，故存在以下問題：由電極妨礙太陽光的入射，發電效率降低等。因此，提出有不於矽基板的受光面上形成電極而於背面上形成電極的背部接觸(back contact)型(背面電極型)太陽電池。與此種背部接觸型太陽電池的製造方法有關的現有文獻例如有美國專利第4,927,770號說明書。於美國專利第4,927,770號說明書中，於矽基板的背面上形成SiO2、SiNx等的介電質層後，將介電質層的 一部分開口，於其開口部中塗佈摻雜劑(dopant)源化合物，於矽基板中擴散摻雜劑。
另外，於美國專利第7,883,343說明書中揭示有以下方法：使用BBr3氣體於n型矽基板的受光面及背面的整個面上形成p型擴散層(以下亦稱為p+層)後，於背面上塗佈抗蝕劑圖案，對背面的抗蝕劑塗佈部以外的區域及受光面進行蝕刻，於背面的經蝕刻的區域及受光面上形成n型擴散層(以下亦稱為n+層)。
另外，除了如上所述的單面受光型太陽電池以外，已知有可自基板的兩面接受光的兩面受光型太陽電池。此種太陽電池不僅為設置於牆壁等上而可自兩面接受光的類型，亦提出有如下類型：為了設置於屋頂等結構體上而使背部片材(back sheet)具有反射功能，使自模組內的元件間的間隙中透射至太陽電池元件的背面側的光反射，自背面側亦取入光(例如參照日本專利特開2012-195489號公報)。藉此，使太陽電池的發電效率提高。
關於兩面受光型太陽電池中所用的矽基板的擴散層的生成方法，首先使用BBr3氣體等在形成有紋理(texture)結構的矽基板的兩面上一併形成p+層，其後對單面進行蝕刻，將所生成的p+層去除。繼而，於殘留p+層的面上形成遮罩層後，於藉由蝕刻去除了p+層的面上使用POCl3氣體等來形成n+層。如此般利用各別的步驟來形成p+層及n+層的方法為通常方法(例如參照「日本應用物理期刊(Jpn.J.Appl.Phys.)」，Vol.42(2003)，pp.5397-5404)。
於現有的太陽電池元件的製造方法中，於半導體基板上的n+層及p+層的形成是利用各別的步驟來進行。其原因在於：由於以下理由而難以一併形成n+層及p+層。於使用POCl3、BBr3等的氣體的擴散中，難以以選擇位置的方式進行摻雜(擴散)，另外，即便於使用塗佈型的現有的摻雜劑材料來代替氣體的情形時，於擴散溫度(800℃~1000℃)下摻雜劑容易揮散，亦難以以選擇位置的方式進行摻雜。
另外，如美國專利第4,927,770號說明書及美國專利第7,883,343說明書中記載所揭示般的於背面上以圖案狀形成p+層及n+層的情形時，通常需要許多步驟。
鑒於所述狀況，本發明的課題在於：藉由無需複雜步驟的簡便方法來製造於一個半導體基板上的不同部位具有n型擴散層及p型擴散層的半導體基板。
本發明包含以下態樣。
<1>一種具有擴散層的半導體基板的製造方法，包括：於半導體基板上的至少一部分上，於各不相同的區域中賦予n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物的步驟，其中所述n型擴散層形成組成物含有含施體元素的玻璃粒子及分散介質，所述p型擴散層形成組成物含有含受體元素的玻璃粒子及分散介 質；以及藉由進行熱處理而形成n型擴散層，且形成p型擴散層的步驟。
<2>如所述<1>所記載的具有擴散層的半導體基板的製造方法，其中於所述進行熱處理的步驟中，一併形成所述n型擴散層與所述p型擴散層。
<3>如所述<1>或<2>所記載的具有擴散層的半導體基板的製造方法，其中所述施體元素含有選自由磷(P)及銻(Sb)所組成的組群中的至少一種。
<4>如所述<1>至<3>中任一項所記載的具有擴散層的半導體基板的製造方法，其中所述含施體元素的玻璃粒子含有：選自由P2O3、P2O5及Sb2O3所組成的組群中的至少一種含施體元素的物質；以及選自由SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V2O5、SnO、ZrO2及MoO3所組成的組群中的至少一種玻璃成分物質。
<5>如所述<1>至<4>中任一項所記載的具有擴散層的半導體基板的製造方法，其中所述受體元素含有選自由硼(B)、鋁(Al)及鎵(Ga)所組成的組群中的至少一種元素。
<6>如所述<1>至<5>中任一項所記載的具有擴散層的半導體基板的製造方法，其中所述含受體元素的玻璃粒子含有：選自由B2O3、Al2O3及Ga2O3所組成的組群中的至少一種含受體元素的物質；以及選自由SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、 CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、Tl2O、V2O5、SnO、ZrO2、WO3、MoO3及MnO所組成的組群中的至少一種玻璃成分物質。
<7>如所述<1>至<6>中任一項所記載的具有擴散層的半導體基板的製造方法，更包括於所述n型擴散層及所述p型擴散層的至少一者上形成鈍化層的步驟。
<8>如所述<1>至<7>中任一項所記載的具有擴散層的半導體基板的製造方法，其中所述鈍化層含有選自由氧化矽、氮化矽及氧化鋁所組成的組群中的至少一種。
<9>一種具有n型擴散層及p型擴散層的半導體基板，其是藉由如所述<1>至<8>中任一項所記載的製造方法所得。
<10>一種太陽電池元件的製造方法，包括以下步驟：於藉由所述<1>至<8>中任一項所記載的製造方法所得的半導體基板的n型擴散層上及p型擴散層上形成電極。
<11>一種太陽電池元件，其是藉由如所述<10>所記載的製造方法所得。
根據本發明，可利用無需複雜步驟的簡便方法來製造於一個半導體基板上的不同部位具有n型擴散層及p型擴散層的半導體基板。
10‧‧‧n型矽基板
11‧‧‧p型擴散層形成組成物
11'、12'‧‧‧熱處理物
12‧‧‧n型擴散層形成組成物
13‧‧‧p型擴散層
14‧‧‧n型擴散層
15‧‧‧抗反射層兼鈍化層
16‧‧‧p電極
17‧‧‧n電極
圖1(a)~圖1(f)為示意性地表示本發明的背部接觸型太陽電池元件的製造方法的一例的剖面圖。
圖2(a)~圖2(f)為示意性地表示本發明的兩面受光型太陽電池元件的製造方法的一例的剖面圖。
本說明書中，「步驟」一詞不僅是指獨立的步驟，即便於無法與其他步驟明確區分的情形時，只要可達成該步驟的預期作用，則包括在該用語中。另外，本說明書中使用「~」所表示的數值範圍表示包含「~」的前後所記載的數值分別作為最小值及最大值的範圍。進而，本說明書中，關於組成物中的各成分的量，於組成物中存在多種相當於各成分的物質的情形時，只要無特別說明，則是指存在於組成物中的該多種物質的合計量。
另外，本說明書中，所謂「含有率」，只要無特別記載，則表示將n型擴散層形成組成物或p型擴散層形成組成物的總量設定為100質量%時的各成分的質量%。另外，本說明書中「層」一詞於以平面圖的形式觀察時，除了形成於整個面上的形狀的構成以外，亦包含形成於局部的形狀的構成。
<具有擴散層的半導體基板的製造方法>
本發明的具有擴散層的半導體基板的製造方法包括：於半導體基板的至少一部分上，於各不相同的區域中賦予n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物的步驟，其中所述n型擴散層形成組成物含有含施體元素的玻璃粒子及分散介質，所述p型擴 散層形成組成物含有含受體元素的玻璃粒子及分散介質；以及藉由進行熱處理而形成n型擴散層，且形成p型擴散層的步驟。本發明的具有擴散層的半導體基板的製造方法視需要可包括其他步驟。
如此般，本發明中於半導體基板上的不同部位上賦予n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物後，進行熱處理而使n型散層形成組成物及p型擴散層形成組成物中的施體元素及受體元素擴散至半導體基板中，形成n型擴散層及p型擴散層。
藉由使用含有摻雜劑材料的n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物，可於半導體基板上的所需區域中以所需圖案來形成組成物層(塗膜)。另外，藉由使用含施體元素的玻璃粒子及含受體元素的玻璃粒子作為摻雜劑材料，施體元素及受體元素不易揮散，可於半導體基板上的所需區域中以選擇位置的方式形成p+層及n+層。進而，施體元素及受體元素分別含有於玻璃粒子中，施體元素及受體元素不易揮散，故摻雜劑向賦予有擴散層形成組成物的區域以外的擴散得到抑制，從而抑制彼此妨礙施體元素的擴散及受體元素的擴散的情況，藉由對賦予有n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物的半導體基板進行熱處理，可使施體元素及受體元素一併擴散。另外，含施體元素的玻璃粒子及含受體元素的玻璃粒子於使施體元素及受體元素擴散至半導體基板中時軟化或熔融，因此其熱處理物有形成龜裂少的緻密層的傾向。因此，該熱處理物的層的遮蔽性能高，可直接用作遮罩層。
如此，於本發明中，可簡化現有的製造方法中必需的蝕刻步驟及遮罩層的形成步驟，可藉由熱處理來一併簡便地形成n+層及p+層。
另外，對於現有的塗佈型的摻雜劑材料而言，熱處理後的熱處理物中存在針孔(pin hole)等，相對於此，本發明中，n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物於熱處理中暫且軟化而覆蓋半導體基板，故可抑制熱處理物中的針孔等的產生，有熱處理物的遮蔽性能變高的傾向。
首先，對本發明的製造方法中使用的n型擴散層形成組成物、p型擴散層形成組成物及半導體基板加以說明，繼而對使用該些物質於半導體基板中形成擴散層的方法加以說明。
(n型擴散層形成組成物)
本發明的n型擴散層形成組成物至少含有含施體元素的玻璃粒子(以下亦簡稱為玻璃粒子)及分散介質，亦可進一步考慮到塗佈性等而視需要含有其他添加劑。
此處，所謂n型擴散層形成組成物是指以下組成物：含有施體元素，且可藉由在賦予至半導體基板上後使該施體元素熱擴散，而於半導體基板中形成n型擴散層。藉由使用在玻璃粒子中含有施體元素的n型擴散層形成組成物，而於半導體基板的所需部位形成n型擴散層，可抑制於不需要的區域(例如基板的側面)中形成n型擴散層的情況。
因此，若應用本發明的n型擴散層形成組成物，則與現 有廣泛採用的氣相反應法不同而可實現賦予區域的圖案化，簡化步驟。再者，若欲使用磷酸、五氧化二磷、磷酸酯等揮散性高的磷化合物來一併形成n型擴散層與p型擴散層，則磷亦會擴散至賦予有磷化合物的區域以外。其原因在於：通常硼等受體元素向半導體基板中的擴散速度較磷慢，因此若欲使受體元素充分擴散，則於較磷擴散高的溫度(例如900℃~950℃)下進行擴散，從而磷等施體元素容易揮散。
再者，本發明的n型擴散層形成組成物所含有的玻璃粒子藉由熱處理(煅燒)而熔融，於n型擴散層上形成玻璃層。然而，於現有的氣相反應法、及賦予含磷酸鹽的溶液或糊(paste)的方法中，亦於n型擴散層上形成玻璃層，本發明中生成的玻璃層與現有方法同樣地可藉由蝕刻而去除。因此，本發明的n型擴散層形成組成物與現有方法相比亦未產生不需要的產物，亦未增加製造步驟。
另外，玻璃粒子中的施體成分於用以進行擴散的熱處理(煅燒)中不易揮散，故可抑制因揮散氣體的產生而於半導體基板的所需區域以外形成n型擴散層的情況。關於其理由，可認為施體成分與玻璃粒子中的元素結合，或被取入至玻璃中，故不易揮散。
進而，本發明的n型擴散層形成組成物可藉由調整施體元素的濃度而於所需部位形成所需濃度的n型擴散層，故可形成n型摻雜劑濃度高的選擇性區域。另一方面，通常難以藉由作為n 型擴散層的通常的形成方法的氣相反應法、或使用含磷酸鹽的溶液的方法來選擇性地形成n型摻雜劑濃度高的區域。
對本發明中使用的含施體元素的玻璃粒子加以詳細說明。
所謂施體元素，是指可藉由摻雜至半導體基板中而形成n型擴散層的元素。施體元素可使用第15族的元素，例如可列舉磷(P)、銻(Sb)、鉍(Bi)及砷(As)。就安全性、玻璃化的容易程度等觀點而言，較佳為P或Sb。
含施體元素的玻璃粒子例如可含有含施體元素的物質及玻璃成分物質而形成。為了將施體元素導入至玻璃粒子中而使用的含施體元素的物質例如可列舉P2O3、P2O5、Sb2O3、Bi2O3及As2O3，較佳為使用選自由P2O3、P2O5及Sb2O3所組成的組群中的至少一種。
玻璃成分物質可列舉：SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V2O5、SnO、WO3、MoO3、MnO、La2O3、Nb2O5、Ta2O5、Y2O3、TiO2、ZrO2、GeO2、TeO2、Lu2O3等，較佳為使用選自由SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V2O5、SnO、ZrO2及MoO3所組成的組群中的至少一種，更佳為使用選自由SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V2O5、SnO、ZrO2及MoO3所組成的組群中的至少一種。
含施體元素的玻璃粒子視需要可藉由調整成分比率而 控制熔融溫度、軟化點、玻璃轉移點、化學耐久性等。
含施體元素的玻璃粒子的具體例可列舉：含有含施體元素的物質及玻璃成分物質兩者的玻璃粒子。例如可列舉：含P2O5-SiO2(以含施體元素的物質-玻璃成分物質的順序記載，以下相同)的玻璃粒子、含P2O5-K2O的玻璃粒子、含P2O5-Na2O的玻璃粒子、含P2O5-Li2O的玻璃粒子、含P2O5-BaO的玻璃粒子、含P2O5-SrO的玻璃粒子、含P2O5-CaO的玻璃粒子、含P2O5-MgO的玻璃粒子、含P2O5-BeO的玻璃粒子、含P2O5-ZnO的玻璃粒子、含P2O5-CdO的玻璃粒子、含P2O5-PbO的玻璃粒子、含P2O5-V2O5的玻璃粒子、含P2O5-SnO的玻璃粒子、含P2O5-GeO2的玻璃粒子、含P2O5-TeO2的玻璃粒子等含有P2O5作為含施體元素的物質的玻璃粒子，及含有Sb2O3代替所述含P2O5的玻璃粒子的P2O5來作為含施體元素的物質之系的玻璃粒子。
再者，亦可為如含P2O5-Sb2O3的玻璃粒子、含P2O5-As2O3的玻璃粒子等般含有兩種以上的含施體元素的物質的玻璃粒子。
上文中例示了含有兩種成分的複合玻璃粒子，但亦可為P2O5-SiO2-V2O5、P2O5-SiO2-CaO等含有三種成分以上的物質的玻璃粒子。
玻璃粒子中的玻璃成分物質的含有比率理想的是考慮到熔融溫度、軟化點、玻璃轉移點及化學耐久性而適當設定，通常較佳為0.1質量%以上、95質量%以下，更佳為0.5質量%以上、90質量%以下。
另外，於為含有選自由SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、SnO、ZrO2及MoO3所組成的組群中的至少一種作為玻璃成分物質的玻璃粒子的情況下，與半導體基板的反應物於氫氟酸處理時不會作為殘渣而殘留，故較佳。另外，含有氧化釩(V2O5)作為玻璃成分物質的玻璃粒子(例如含P2O5-V2O5的玻璃粒子)的情況下，就降低熔融溫度、軟化點等的觀點而言，V2O5的含有比率較佳為1質量%以上、50質量%以下，更佳為3質量%以上、40質量%以下。
就用以進行擴散的熱處理時的擴散性、滴液等觀點而言，含施體元素的玻璃粒子的軟化點較佳為200℃~1000℃，更佳為300℃~900℃。
玻璃粒子的軟化點可利用示差熱分析(Differential Thermal Analysis，DTA)法來測定。具體而言，可使用示差熱分析(DTA)裝置，將α-氧化鋁用於參考(reference)，以加熱速度約10K/min來進行測定，將所得的DTA曲線的微分曲線的第二吸熱峰值作為軟化點。對測定環境並無特別限制，較佳為於玻璃粒子化學穩定的環境下進行測定。
含施體元素的玻璃粒子的形狀可列舉：大致球狀、扁平狀、塊狀、板狀、鱗片狀等。就製成n型擴散層形成組成物的情形的對半導體基板的塗佈性及均勻擴散性的觀點而言，含施體元素的玻璃粒子的形狀理想的是大致球狀、扁平狀或板狀。
含施體元素的玻璃粒子的粒徑理想的是100μm以下。 於使用具有100μm以下的粒徑的玻璃粒子的情形時，容易獲得平滑的塗膜。進而，玻璃粒子的粒徑更理想的是50μm以下，進一步更理想的是10μm以下。再者，玻璃粒子的粒徑的下限並無特別限制，較佳為0.01μm以上。
此處，含施體元素的玻璃粒子的粒徑表示於粒度分佈中與自小徑側起的體積累計50%相對應的粒徑D50%，可藉由雷射散射繞射法粒度分佈測定裝置等來測定。
含施體元素的玻璃粒子例如是按以下順序來製作。
首先，秤量原料(例如所述含施體元素的物質及玻璃成分物質)，填充至坩堝中。坩堝的材質可列舉：鉑、鉑-銠、銥、氧化鋁、石英、碳等，考慮到熔融溫度、環境、與熔融物質的反應性、雜質的混入等而適當選擇。
繼而，利用電爐於與玻璃組成相對應的溫度下進行加熱而製成熔液。此時，理想的是以熔液變均勻的方式進行攪拌。
將所得的熔液流出至氧化鋯基板、碳基板等上而將熔液製成玻璃。繼而，將玻璃粉碎而製成粉末狀。粉碎時可應用噴射磨機(jet mill)、珠磨機(ball mill)、球磨機(ball mill)等公知的裝置。
n型擴散層形成組成物中的含施體元素的玻璃粒子的含有比率是考慮到塗佈性、施體元素的擴散性等而決定。通常，n型擴散層形成組成物中的玻璃粒子的含有比率較佳為0.1質量%以上、95質量%以下，更佳為1質量%以上、90質量%以下，進而 佳為1.5質量%以上、85質量%以下，尤佳為2質量%以上、80質量%以下。
n型擴散層形成組成物的總固體成分中的無機化合物成分的含有比率較佳為40質量%以上，更佳為60質量%以上，進而佳為70質量%以上，尤佳為80質量%以上。
所述無機化合物成分中的含施體元素的玻璃粒子的含有比率較佳為50質量%以上，更佳為75質量%以上，進而佳為85質量%以上，尤佳為90質量%以上。
繼而，對分散介質加以說明。
所述分散介質，是指使所述玻璃粒子分散於n型擴散層形成組成物中的介質。具體而言，分散介質可採用黏合劑及溶劑。
黏合劑可適當選擇：聚乙烯醇；聚丙烯醯胺樹脂；聚乙烯基醯胺樹脂；聚乙烯基吡咯啶酮樹脂；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；海藻酸鈉化合物；三仙膠(Xanthan)；瓜爾膠、瓜爾膠衍生物；硬葡聚糖、硬葡聚糖衍生物；黃蓍膠、黃蓍膠衍生物；糊精、糊精衍生物；(甲基)丙烯酸樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂(例如(甲基)丙烯酸烷基酯樹脂及(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯樹脂)；丁二烯樹脂；苯乙烯樹脂；縮丁醛樹脂；該等的共聚物；矽氧烷樹脂等。該些物質可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
此處，所謂(甲基)丙烯酸，是指丙烯酸或甲基丙烯酸，所謂(甲 基)丙烯酸酯，是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
該些物質中，就分解性及防止網版印刷時的滴液的觀點而言，黏合劑較佳為含有丙烯酸樹脂、縮丁醛樹脂或纖維素衍生物，較佳為至少含有纖維素衍生物。纖維素衍生物可例示：乙基纖維素、硝基纖維素、乙醯基纖維素、羧甲基纖維素、甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素，該些纖維素衍生物中，較佳為使用乙基纖維素。黏合劑可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
黏合劑的分子量並無特別限制，理想的是考慮到作為n型擴散層形成組成物的所需黏度而適當調整。於n型擴散層形成組成物含有黏合劑的情形時，於n型擴散層形成組成物中，黏合劑含有率較佳為0.5質量%以上、30質量%以下，更佳為3質量%以上、25質量%以下，進而佳為3質量%以上、20質量%以下。
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、二乙酮、二丙酮、二異丁酮、三甲基壬酮、環己酮、環戊酮、甲基環己酮、2,4-戊二酮、丙酮基丙酮等酮溶劑；二乙醚、甲基乙基醚、甲基正丙基醚、二異丙醚、四氫呋喃、甲基四氫呋喃、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、四乙二醇二正丁醚、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、乙酸二乙二醇甲醚、乙酸二乙二醇單乙醚、乙酸二丙二醇甲醚、乙酸二丙二醇乙醚、二乙酸甘醇酯、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、第二-十一烷醇、三甲基壬醇、第二-十四烷醇、第二-十七烷醇、苯酚、環己醇、甲基環己醇、苄醇、異冰片基環己醇、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、三丙二醇等醇溶劑；乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚(溶纖劑)、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、乙氧基三甘醇、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溶劑；α-萜品烯、萜品醇、月桂烯、別羅勒烯(alloocimene)、檸檬烯、二戊烯、α-蒎烯、β-蒎烯、香旱芹酮(carvone)、羅勒烯(ocimene)、水芹烯(phellandrene)等萜烯溶劑；異冰片基環己醇、異冰片基苯酚、1-異丙基-4-甲基-雙環[2.2.2]辛-5-烯-2,3-二羧酸酐、對薄荷基苯酚(p-menthenylphenol)；及水。該些溶劑可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
該些溶劑中，就對半導體基板的塗佈性的觀點而言，分 散介質較佳為水、醇溶劑、二醇單醚溶劑或萜烯溶劑，更佳為水、醇、溶纖劑、萜品醇、二乙二醇單正丁醚或乙酸二乙二醇單正丁醚，進而佳為水、醇、萜品醇或溶纖劑。
n型擴散層形成組成物中的分散介質的含有比率是考慮到塗佈性、施體元素濃度等而決定。考慮到塗佈性，n型擴散層形成組成物的黏度較佳為10mPa．s以上、1000000mPa．s以下，更佳為50mPa．s以上、500000mPa．s以下。
進而，n型擴散層形成組成物亦可含有其他添加劑。其他添加劑例如可列舉容易與所述玻璃粒子反應的金屬。
將n型擴散層形成組成物賦予至半導體基板上，於高溫下進行熱處理，由此形成n型擴散層，此時於基板表面上形成玻璃。該玻璃是藉由浸漬於氫氟酸等酸中而加以去除，但視玻璃的種類不同，有時難以去除。於該情形時，藉由在n型擴散層形成組成物中預先添加銀(Ag)、錳(Mn)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、矽(Si)等金屬，有可藉由酸清洗來容易地去除玻璃的傾向。該些金屬中，較佳為使用選自由Ag、Si、Cu、Fe、Zn及Mn所組成的組群中的至少一種，更佳為使用選自由Ag、Si及Zn所組成的組群中的至少一種，進而佳為使用Ag。
所述金屬的含有比率理想的是根據玻璃的種類、該金屬的種類等而適當調整，通常相對於所述玻璃粒子，較佳為0.01質量%以上、10質量%以下。
(p型擴散層形成組成物)
所述p型擴散層形成組成物至少含有含受體元素的玻璃粒子(以下亦簡稱為玻璃粒子)及分散介質，亦可進一步考慮到塗佈性等而視需要含有其他添加劑。
此處，所謂p型擴散層形成組成物是指以下組成物：含有受體元素，且可藉由在賦予至半導體基板上後使該受體元素熱擴散，而於半導體基板中形成p型擴散層。藉由使用在玻璃粒子中含有受體元素的p型擴散層形成組成物，而於半導體基板的所需部位形成p型擴散層，可抑制於不需要的區域中形成p型擴散層的情況。
另外，玻璃粒子中的受體元素於用以進行擴散的熱處理(煅燒)中亦不易揮散，故可抑制因揮散氣體的產生而於所需區域以外形成p型擴散層的情況。關於其理由，可認為其原因在於：受體元素與玻璃粒子中的元素結合，或被取入至玻璃中，故不易揮散。
進而，本發明的p型擴散層形成組成物可藉由調整受體元素的濃度而於所需部位形成所需濃度的p型擴散層，故可形成p型摻雜劑濃度高的選擇性區域。另一方面，通常難以藉由作為p型擴散層的通常的形成方法的氣相反應法、或使用含磷酸鹽的溶液的方法來選擇性地形成p型摻雜劑濃度高的區域。
對本發明中使用的含受體元素的玻璃粒子加以詳細說明。
所謂受體元素，是指可藉由摻雜至半導體基板中而形成p型 擴散層的元素。受體元素可使用第13族的元素，例如可列舉硼(B)、鋁(Al)及鎵(Ga)。就玻璃化的容易程度等觀點而言，較佳為B或Ga。
含受體元素的玻璃粒子例如可含有含受體元素的物質及玻璃成分物質而形成。為了將受體元素導入至玻璃粒子中而使用的含受體元素的物質例如可列舉B2O3、Al2O3及Ga2O3，較佳為使用選自由B2O3、Al2O3及Ga2O3所組成的組群中的至少一種。
玻璃成分物質可列舉：SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、Tl2O、V2O5、SnO、ZrO2、WO3、MoO3、MnO、La2O3、Nb2O5、Ta2O5、Y2O3、TiO2、GeO2、TeO2、Lu2O3等，較佳為使用選自由SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、Tl2O、V2O5、SnO、ZrO2、WO3、MoO3及MnO所組成的組群中的至少一種。
另外，含受體元素的玻璃粒子視需要可藉由調整成分比率來控制熔融溫度、軟化點、玻璃轉移點、化學耐久性等。
含受體元素的玻璃粒子的具體例可列舉：含有含受體元素的物質及玻璃成分物質兩者的玻璃粒子。例如可列舉：含B2O3-SiO2(以含受體元素的物質-玻璃成分物質的順序記載，以下相同)的玻璃粒子、含B2O3-ZnO的玻璃粒子、含B2O3-PbO的玻璃粒子、含Al2O3-SiO2的玻璃粒子、含B2O3-Al2O3的玻璃粒子、含Ga2O3-SiO2的玻璃粒子、含Ga2O3-B2O3的玻璃粒子、單獨含有 B2O3的玻璃粒子等玻璃粒子。
上文例示了單成分玻璃及含有兩種成分的複合玻璃，但視需要亦可為B2O3-SiO2-Na2O等三種以上的成分的複合玻璃粒子。另外，亦可為如Al2O3-B2O3等般含有兩種以上的含受體元素的物質的玻璃粒子。
玻璃粒子中的玻璃成分物質的含有比率理想的是考慮到熔融溫度、軟化點、玻璃轉移點及化學耐久性而適當設定，通常較佳為0.1質量%以上、95質量%以下，更佳為0.5質量%以上、90質量%以下。
具體而言，於含B2O3-SiO2-CaO的玻璃粒子的情況下，CaO的含有比率較佳為1質量%以上、30質量%以下，更佳為5質量%以上、20質量%以下。
另外，於為含有選自由SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、SnO、ZrO2及MoO3所組成的組群中的至少一種作為玻璃成分物質的玻璃粒子的情況下，與半導體基板的反應物於氫氟酸處理時不會作為殘渣而殘留，故較佳。另外，含有氧化釩(V2O5)作為玻璃成分物質的玻璃粒子(例如含P2O5-V2O5的玻璃粒子)的情況下，就降低熔融溫度、軟化點等的觀點而言，V2O5的含有比率較佳為1質量%以上、50質量%以下，更佳為3質量%以上、40質量%以下。
就用以進行擴散的熱處理時的擴散性、滴液等觀點而言，含受體元素的玻璃粒子的軟化點較佳為200℃~1000℃，更佳 為300℃~950℃。
玻璃粒子的軟化點可利用示差熱分析(DTA)法來測定。具體而言，可使用示差熱分析(DTA)裝置，將α-氧化鋁用於參考，以加熱速度約10K/min進行測定，將所得的DTA曲線的微分曲線的第二吸熱峰值作為軟化點。測定環境並無特別限制，較佳為於玻璃粒子化學穩定的環境下測定。
含受體元素的玻璃粒子的形狀可列舉：大致球狀、扁平狀、塊狀、板狀、鱗片狀等。就製成p型擴散層形成組成物的情形時的對半導體基板的塗佈性及均勻擴散性的觀點而言，含受體元素的玻璃粒子的形狀理想的是大致球狀、扁平狀或板狀。
含受體元素的玻璃粒子的平均粒徑理想的是100μm以下。於使用具有100μm以下的平均粒徑的玻璃粒子的情形時，容易獲得平滑的塗膜。進而，玻璃粒子的平均粒徑更理想的是50μm以下，進一步更理想的是10μm以下。再者，玻璃粒子的粒徑的下限並無特別限制，較佳為0.01μm以上。
此處，玻璃的平均粒徑表示於粒度分佈中與自小徑側起的體積累計50%相對應的粒徑D50%，可藉由雷射散射繞射法粒度分佈測定裝置等來測定。
含受體元素的玻璃粒子例如是按以下順序來製作。
首先，秤量原料(例如所述含受體元素的物質及玻璃成分物質)，填充至坩堝中。坩堝的材質可列舉：鉑、鉑-銠、銥、氧化鋁、石英、碳等，考慮到熔融溫度、環境、與熔融物質的反應性、 雜質的混入等而適當選擇。
繼而，利用電爐於與玻璃組成相對應的溫度下進行加熱而製成熔液。此時，理想的是以熔液變均勻的方式進行攪拌。
將所得的熔液流出至氧化鋯基板、碳基板等上而將熔液製成玻璃。繼而，將玻璃粉碎而製成粉末狀。粉碎時可應用噴射磨機、珠磨機、球磨機等公知的裝置。
p型擴散層形成組成物中的含受體元素的玻璃粒子的含有比率是考慮到塗佈性、受體元素的擴散性等而決定。通常，p型擴散層形成組成物中的玻璃粒子的含有比率較佳為0.1質量%以上、95質量%以下，更佳為1質量%以上、90質量%以下，進而佳為1.5質量%以上、85質量%以下，尤佳為2質量%以上、80質量%以下。
p型擴散層形成組成物的總固體成分中的無機化合物成分的含有比率較佳為40質量%以上，更佳為60質量%以上，進而佳為70質量%以上，尤佳為80質量%以上。
所述無機化合物成分中的含受體元素的玻璃粒子的含有比率較佳為50質量%以上，更佳為75質量%以上，進而佳為85質量%以上，尤佳為90質量%以上。
繼而，對分散介質加以說明。
所謂分散介質，是指使所述玻璃粒子分散於p型擴散層形成組成物中的介質。具體而言，分散介質可採用黏合劑及溶劑。
黏合劑可列舉：聚乙烯醇；聚丙烯醯胺樹脂；聚乙烯基 醯胺樹脂；聚乙烯基吡咯啶酮樹脂；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；海藻酸鈉類；三仙膠；瓜爾膠、瓜爾膠衍生物；硬葡聚糖、硬葡聚糖衍生物；黃蓍膠、黃蓍膠衍生物；糊精、糊精衍生物；(甲基)丙烯酸酯樹脂；(甲基)丙烯酸酯樹脂(例如(甲基)丙烯酸烷基酯樹脂及(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯樹脂)；丁二烯樹脂；苯乙烯樹脂；縮丁醛樹脂；該等的共聚物；矽氧烷樹脂等。該些物質可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
此處，所謂(甲基)丙烯酸，是指丙烯酸或甲基丙烯酸，所謂(甲基)丙烯酸酯，是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
該些黏合劑中，就分解性及防止網版印刷時的滴液的觀點而言，黏合劑較佳為含有丙烯酸樹脂、縮丁醛樹脂或纖維素衍生物，較佳為至少含有纖維素衍生物。纖維素衍生物可例示：乙基纖維素、硝基纖維素、乙醯基纖維素、羧甲基纖維素、甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素，該些纖維素衍生物中，較佳為使用乙基纖維素。該些黏合劑可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
黏合劑的分子量並無特別限制，理想的是考慮到作為p型擴散層形成組成物的所需黏度而適當調整。於p型擴散層形成組成物含有黏合劑的情形時，於p型擴散層形成組成物中，黏合劑含有率較佳為0.5質量%以上、30質量%以下，更佳為3質量% 以上、25質量%以下，進而佳為3質量%以上、20質量%以下。
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、二乙酮、二丙酮、二異丁酮、三甲基壬酮、環己酮、環戊酮、甲基環己酮、2,4-戊二酮、丙酮基丙酮等酮溶劑；二乙醚、甲基乙基醚、甲基正丙基醚、二異丙醚、四氫呋喃、甲基四氫呋喃、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、四乙二醇二正丁醚、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、乙酸二乙二醇甲醚、乙酸二乙二醇單乙醚、乙酸二丙二醇甲醚、乙酸二丙二醇乙醚、二乙酸甘醇酯、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、第二-十一烷醇、三甲基壬醇、第二-十四烷醇、第二-十七烷醇、苯酚、環己醇、甲基環己醇、苄醇、異冰片基環己醇、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、 三丙二醇等醇溶劑；乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚(溶纖劑)、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、乙氧基三甘醇、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溶劑；α-萜品烯、萜品醇、月桂烯、別羅勒烯、檸檬烯、二戊烯、α-蒎烯、β-蒎烯、香旱芹酮、羅勒烯、水芹烯等萜烯溶劑；異冰片基環己醇、異冰片基苯酚、1-異丙基-4-甲基-雙環[2.2.2]辛-5-烯-2,3-二羧酸酐、對薄荷基苯酚；及水。該些溶劑可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
該些溶劑中，就對半導體基板的塗佈性的觀點而言，分散介質較佳為水、醇溶劑、二醇單醚溶劑或萜烯溶劑，更佳為水、醇、溶纖劑、萜品醇、二乙二醇單正丁醚或乙酸二乙二醇單正丁醚，進而佳為水、醇、萜品醇或溶纖劑。
p型擴散層形成組成物中的分散介質的含有比率是考慮到塗佈性、受體元素濃度等而決定。考慮到塗佈性，p型擴散層形成組成物的黏度較佳為10mPa．s以上、1000000mPa．s以下，更佳為50mPa．s以上、500000mPa．s以下。
進而，p型擴散層形成組成物亦可含有其他添加劑。其他添加劑例如可列舉：容易與所述玻璃粒子反應的金屬。
將p型擴散層形成組成物賦予至半導體基板上，於高溫下進行熱處理，由此形成p型擴散層，此時於基板表面上形成玻璃。該玻璃是藉由浸漬於氫氟酸等酸中而加以去除，但視玻璃的種類 不同，有時難以去除。於該情形時，藉由在p型擴散層形成組成物中預先添加Ag、Mn、Cu、Fe、Zn、Si等金屬，有可藉由酸清洗而容易地去除玻璃的傾向。該些金屬中，較佳為使用選自由Ag、Si、Cu、Fe、Zn及Mn所組成的組群中的至少一種，更佳為使用選自由Ag、Si及Zn所組成的組群中的至少一種，進而佳為使用Ag。
所述金屬的含有比率理想的是根據玻璃的種類、該金屬的種類等而適當調整，通常相對於所述玻璃粒子，較佳為0.01質量%以上、10質量%以下。
(半導體基板)
半導體基板並無特別限制，可應用通常的基板。可列舉：矽基板、磷化鎵基板、氮化鎵基板、金剛石基板、氮化鋁基板、氮化銦基板、砷化鎵基板、鍺基板、硒化鋅基板、碲化鋅基板、碲化鎘基板、硫化鎘基板、砷化鎵基板、磷化銦基板、氮化鎵基板、碳化矽基板、矽鍺基板、銅銦硒基板等。於用於太陽電池元件中的情形時，半導體元件較佳為矽基板、鍺基板或碳化矽基板，更佳為矽基板。
(半導體基板的製造方法)
本發明的半導體基板的製造方法中，於半導體基板上的至少一部分的不同區域中賦予n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物，其後藉由熱處理使受體元素及施體元素擴散至半導體基板中而形成p型擴散層及n型擴散層。
於賦予n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物的步驟中，賦予n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物的順序並無限定。例如，可於賦予n型擴散層形成組成物之後賦予p型擴散層形成組成物，亦可於賦予p型擴散層形成組成物之後賦予n型擴散層形成組成物，亦可一併賦予n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物。
本發明的半導體基板的製造方法亦可更包括於p型擴散層及n型擴散層上形成鈍化層的步驟。鈍化層較佳為含有選自氧化矽、氮化矽及氧化鋁中的至少一種。
以下，於背部接觸型太陽電池元件的製造方法中，對本發明的半導體基板的製造方法的一例加以說明。於該背部接觸型太陽電池元件的製造方法中，對使用矽基板作為半導體基板的方法加以說明。
於背部接觸型太陽電池元件的製造方法中，首先使用酸性或鹼性的溶液將位於矽基板、例如n型矽基板的表面上的損傷(damage)層進行蝕刻，將損傷層去除。例如，將矽基板於經加熱至80℃左右的30質量%以上的高濃度的NaOH水溶液中浸漬5分鐘以上，藉此可將位於矽基板的表面上的損傷層去除。
繼而，使用鹼性溶液僅蝕刻矽基板的受光面側，於受光面上形成被稱為紋理結構的微細凹凸結構。紋理結構例如可藉由以下方式形成：使於不欲形成紋理結構的部位上預先設有保護層的矽基板浸漬於含有氫氧化鉀及異丙醇(IPA)的約80℃左右的液 體中。
於僅在矽基板的單面上形成紋理結構時，可藉由以下方式形成：對矽基板的另一面賦予耐水溶性的抗蝕劑，將矽基板總體浸漬於氫氧化鉀水溶液中，或使用浮動(floating)裝置等將矽基板的僅單面浸漬於氫氧化鉀水溶液中。於使用抗蝕劑的情形時，於形成紋理結構的步驟後去除抗蝕劑。
繼而，於矽基板的與受光面為相反側的背面側的表面上，以圖案狀分別賦予n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物後，進行熱處理，藉此於矽基板的背面上一併形成n型擴散層與p型擴散層。
p型擴散層形成組成物及n型擴散層形成組成物的賦予方法並無特別限制，可使用該技術領域中通常所用的方法。p型擴散層形成組成物及n型擴散層形成組成物的賦予時，可使用網版印刷法或凹版印刷法等印刷法、旋塗法、毛刷塗佈法、噴霧法、刮刀(doctor blade)法、輥塗法、噴墨法等，較佳為印刷法、噴霧法、噴墨法等可進行圖案化的方法。
p型擴散層形成組成物及n型擴散層形成組成物對基板的賦予量並無特別限制。例如，玻璃粒子量可設定為0.01g/m2~100g/m2，較佳為0.1g/m2~10g/m2。
於矽基板上賦予p型擴散層形成組成物及n型擴散層形成組成物後，視需要亦可設置將分散介質的至少一部分去除的加熱步驟。於加熱步驟中，例如可藉由在100℃~300℃下進行加熱 處理而使溶劑的至少一部分揮發。另外，例如亦可藉由在200℃~700℃下進行加熱處理，而將黏合劑的至少一部分去除。
關於將分散介質的至少一部分去除的加熱步驟中的處理時間，於使用加熱板的情形時為1分鐘~10分鐘左右，於使用乾燥機等的場時為10分鐘~30分鐘左右。該乾燥條件依存於n型擴散層形成組成物或p型擴散層形成組成物的分散介質組成，本發明中不特別限定於所述條件。
用以形成p型擴散層及n型擴散層的熱處理(熱擴散)中使用的氣體環境並無特別限制，較佳為氮氣、氧氣、氬氣、氦氣、氙氣、氖氣、氪氣等的混合氣體環境。
用以形成p型擴散層及n型擴散層的熱處理(熱擴散)的溫度較佳為800℃以上、1100℃以下，更佳為850℃以上、1100℃以下，進而佳為900℃以上、1100℃以下。
因於藉由所述步驟而形成有p型擴散層及n型擴散層的矽基板上殘存玻璃層，故較佳為藉由蝕刻將該玻璃層去除。蝕刻可應用浸漬於氫氟酸等酸中的方法、浸漬於苛性鈉等鹼中的方法等公知的方法。
繼而，於受光面(表面)上形成抗反射層。此處，抗反射層例如可使用藉由電漿化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)法所形成的氮化物層。另外，較佳為於背面側形成鈍化層。鈍化層可列舉：熱氧化層、氧化鋁層、SiNx層、非晶矽層等，可藉由蒸鍍法或塗佈法來形成。SiNx層的情況下可兼 具鈍化與抗反射的功能。鈍化層可為單層結構，亦可為二層結構、三層結構等多層結構，例如亦可於矽基板上以熱氧化層及SiNx層的順序進行鈍化。
繼而，於矽基板的背面上形成電極。電極的形成時，可無特別限制地使用該技術領域中通常所用的方法。
例如可將含有金屬粒子及玻璃粒子的表面電極用金屬糊以成為所需形狀的方式賦予至擴散層形成區域上，對其進行熱處理(煅燒)，藉此於p型擴散層及n型擴散層上的電極形成區域上形成表面電極。所述表面電極用金屬糊例如可使用該技術領域中通常所用的銀糊等。
繼而，於兩面受光型太陽電池元件的製造方法中，對本發明的半導體基板的製造方法的另一例加以說明。於該兩面受光型太陽電池元件的製造方法中，對使用矽基板作為半導體基板的方法加以說明。
於兩面受光型太陽電池元件的製造方法中，首先使用酸性或鹼性的溶液將位於矽基板、例如n型矽基板的表面上的損傷層進行蝕刻，將損傷層去除。例如將矽基板於經加熱至80℃左右的30質量%以上的高濃度的NaOH水溶液中浸漬5分鐘以上，藉此可將位於矽基板的表面上的損傷層去除。
繼而，使用鹼性溶液對矽基板的兩面進行蝕刻，於兩面上形成被稱為紋理結構的微細凹凸結構。紋理結構例如可藉由以下方式形成：使矽基板浸漬於含有氫氧化鉀及異丙醇(IPA)的約 80℃左右的液體中。
繼而，於n型矽基板的一個表面上整個面或以圖案狀賦予p型擴散層形成組成物，於另一表面上整個面或以圖案狀賦予n型擴散層形成組成物後，進行熱處理，藉此於矽基板的兩面上一併形成n型擴散層與p型擴散層。
p型擴散層形成組成物及n型擴散層形成組成物的賦予方法並無特別限制，可使用該技術領域中通常所用的方法。p型擴散層形成組成物及n型擴散層形成組成物的賦予時，可使用：網版印刷法或凹版印刷法等印刷法、旋塗法、毛刷塗佈法、噴霧法、刮刀法、輥塗法、噴墨法等，較佳為印刷法、噴霧法、噴墨法等可進行圖案化的方法。
所述p型擴散層形成組成物及n型擴散層形成組成物的對基板的賦予量並無特別限制。例如，玻璃粒子量可設定為0.01g/m2~100g/m2，較佳為0.1g/m2~10g/m2。
於矽基板上賦予p型擴散層形成組成物及n型擴散層形成組成物後，視需要亦可設置將分散介質的至少一部分去除的加熱步驟。加熱步驟中，例如可藉由在100℃~300℃下進行加熱處理，而使溶劑的至少一部分揮發。另外，例如可藉由在200℃~700℃下進行加熱處理，而將黏合劑的至少一部分去除。
關於將分散介質的至少一部分去除的加熱步驟中的處理時間，於使用加熱板的情形時為1分鐘~10分鐘左右，於使用乾燥機等的場時為10分鐘~30分鐘左右。該乾燥條件依存於n型擴散 層形成組成物的分散介質組成，於本發明中不特別限定於所述條件。
用以形成p型擴散層及n型擴散層的熱處理(熱擴散)中使用的氣體環境並無特別限制，較佳為氮氣、氧氣、氬氣、氦氣、氙氣、氖氣、氪氣等的混合氣體環境。
用以形成p型擴散層及n型擴散層的熱處理(熱擴散)的溫度較佳為800℃以上、1100℃以下，更佳為850℃以上、1100℃以下，進而佳為900℃以上、1100℃以下。
因於藉由所述步驟而形成有p型擴散層及n型擴散層的矽基板上殘存玻璃層，故較佳為藉由蝕刻將該玻璃層去除。蝕刻可應用浸漬於氫氟酸等酸中的方法、浸漬於苛性鈉等鹼中的方法等公知的方法。
繼而，於兩面上形成抗反射層或鈍化層。此處，可兼作抗反射層與鈍化層的層例如可列舉藉由電漿CVD法所形成的氮化物層。另外，該層可列舉：熱氧化層、氧化鋁層、SiNx層、非晶矽層等，可利用蒸鍍法或塗佈法來形成。該層可為單層結構，亦可為二層結構、三層結構等多層結構。例如，亦可於矽基板上以熱氧化層及SiNx層的順序進行鈍化。
繼而，於矽基板的兩面上分別形成電極。電極的形成時，可無特別限制地使用該技術領域中通常所用的方法。
例如，可將含有金屬粒子及玻璃粒子的表面電極用金屬糊以成為所需形狀的方式賦予至所述n型擴散層形成區域及p型擴散 層形成區域上，並對其進行熱處理(煅燒)，藉此於p型擴散層及n型擴散層上的電極形成區域中形成表面電極。所述表面電極用金屬糊例如可使用該技術領域中通常所用的銀糊等。
<太陽電池元件的製造方法>
本發明的太陽電池元件的製造方法包括以下步驟：於藉由所述製造方法所得的半導體基板的p型擴散層或n型擴散層上形成電極。
以下，一面參照圖式一面對太陽電池元件的製造方法的實施形態加以說明。
圖1(a)~圖1(f)以剖面圖的形式來表示如下步驟圖，該步驟圖示意性地表示本實施形態的背部接觸型太陽電池元件的製造方法的一例。然而，該步驟圖絲毫不限制本發明。
使用圖1(a)~圖1(f)對使用n型矽基板作為半導體基板的情形的例子加以說明。首先，準備具有50μm~300μm左右的厚度的n型矽基板10。該n型矽基板10是將藉由丘克拉斯基(Czochralski，CZ)法、區熔(Floating-Zone，FZ)法、或限邊薄片續填生長(Edge-defined Film-fed Growth，EFG)法、鑄造法等所形成的單晶或多晶的矽晶錠(ingot)等切片(slice)所得，例如具有1×1015cm-3~1×1019cm-3左右的磷等n型雜質。
繼而，較佳為利用鹼性水溶液來清洗n型矽基板10。藉由利用鹼性水溶液進行清洗，可將存在於矽基板表面上的有機物、顆粒等去除，鈍化效果進一步提高。利用鹼性水溶液的清洗的方法 可例示通常已知的RCA清洗等。例如可將n型矽基板10浸漬於氨水-過氧化氫水的混合溶液中，於60℃~80℃下進行處理，藉此將有機物及顆粒去除而進行清洗。清洗時間較佳為10秒鐘~10分鐘，更佳為30秒鐘~5分鐘。
繼而，藉由鹼性蝕刻等對圖1(a)所示的n型矽基板10進行處理，於受光面(表面)上形成紋理結構(棱錐(pyramid)形狀，未圖示)，抑制自受光面的太陽光的反射。其後，如圖1(b)所示，對與受光面為相反側的背面的一部分賦予p型擴散層形成組成物11，對受光面及背面的一部分賦予n型擴散層形成組成物12。其後進行熱處理，如圖1(c)所示般藉由熱擴散而一併形成p型擴散層13及n型擴散層14。此時，p型擴散層形成組成物11藉由用以進行熱擴散的熱處理而成為熱處理物11'，n型擴散層形成組成物12藉由用以進行熱擴散的熱處理而成為熱處理物12'。p型擴散層形成組成物11可使用含有含硼、鋁或鎵的玻璃粒子的擴散層形成糊，n型擴散層形成組成物12可使用含有含磷、砷或銻的玻璃粒子的擴散層形成糊。熱擴散溫度較佳為設定為800℃~1100℃。本發明的p型擴散層組成物及n型擴散層形成組成物因使用揮散性低的玻璃粒子作為摻雜劑，故於進行熱擴散時的高溫下摻雜劑亦不易揮散，因此摻雜劑不易擴散至賦予有擴散層形成組成物的部分以外，因此有可一併擴散的傾向。
如圖1(d)所示，藉由浸漬於氫氟酸等蝕刻液中而將p型擴散層形成組成物的熱處理物11'及n型擴散層形成組成物的熱 處理物12'去除。
然後，如圖1(e)所示，於受光面及背面上形成抗反射層兼鈍化層15。抗反射層兼鈍化層15可列舉：氮化矽層、氧化鈦層、氧化矽層、氧化鋁層等。抗反射層兼鈍化層15可形成於背面的整個面或一部分區域中，亦可將位於與電極的接觸部的部分進行蝕刻。蝕刻時，可使用氟化銨等化合物。另外，於抗反射層兼鈍化層15為氮化矽層的情形時，藉由使用含有具有燒穿(fire through)性的玻璃粒子者作為電極形成用糊，亦可獲得歐姆接觸(ohmic contact)。亦可於抗反射層兼鈍化層15與n型矽基板10之間更存在氧化矽、氧化鋁等表面保護層(未圖示)，亦可局部地改變抗反射層兼鈍化層15的組成。
其後，如圖1(f)所示，於背面側賦予電極形成用糊後進行加熱處理，形成p電極16及n電極17。藉由使用含有具有燒穿性的玻璃粒子者作為電極形成用糊，即便於背面整個面上形成抗反射層兼鈍化層15，亦可貫穿抗反射層兼鈍化層15而於擴散層上形成電極，獲得歐姆接觸。如上所述般可獲得太陽電池元件。
圖2(a)~圖2(f)以剖面圖的形式表示如下步驟圖，該步驟圖示意性地表示本實施形態的兩面受光型太陽電池元件的製造方法的一例。然而，該步驟圖絲毫不限制本發明。
使用圖2(a)~圖1(f)對使用n型矽基板作為矽基板的情形的例子加以說明。
首先，較佳為利用鹼性水溶液來清洗n型矽基板10。藉由利 用鹼性水溶液進行清洗，可將存在於矽基板表面上的有機物、顆粒等去除，鈍化效果進一步提高。利用鹼性水溶液的清洗的方法可例示通常已知的RCA清洗等。例如將矽基板浸漬於氨水-過氧化氫水的混合溶液中，於60℃~80℃下進行處理，藉此可將有機物及顆粒去除而進行清洗。清洗時間較佳為10秒鐘~10分鐘，更佳為30秒鐘~5分鐘。
繼而，藉由鹼性蝕刻等對圖2(a)所示的n型矽基板10進行處理，於基板的兩面上形成紋理結構(棱錐形狀，未圖示)，抑制太陽光的反射。其後，如圖2(b)所示，將p型擴散層形成組成物11塗佈於一個面上，於另一面上塗佈n型擴散層形成組成物12。繼而進行熱處理，如圖2(c)所示般藉由熱擴散而一併形成p型擴散層13及n型擴散層14。此時，p型擴散層形成組成物11藉由用以進行熱擴散的熱處理而成為熱處理物11'，n型擴散層形成組成物12藉由用以進行熱擴散的熱處理而成為熱處理物12'。p型擴散層形成組成物11可使用含有含硼、鋁或鎵的玻璃粒子的擴散層形成糊，n型擴散層形成組成物12可使用含有含磷、砷或銻的玻璃粒子的擴散層形成糊。熱擴散溫度較佳為設定為800℃~1100℃。本發明的p型擴散層組成物及n型擴散層形成組成物因使用揮散性低的玻璃粒子作為摻雜劑，故於進行熱擴散時的高溫下摻雜劑亦不易揮散，因此摻雜劑不易擴散至賦予有擴散層形成組成物的部分以外，因此有可一併進行擴散的傾向。
如圖2(d)所示，藉由浸漬於氫氟酸等蝕刻液中而將p 型擴散層形成組成物的熱處理物11'及n型擴散層形成組成物的熱處理物12'去除。
然後，如圖2(e)所示，於受光面及背面上形成抗反射層兼鈍化層15。抗反射層兼鈍化層15可列舉：氮化矽層、氧化鈦層、氧化矽層、氧化鋁層等。抗反射層兼鈍化層15可形成於受光面的整個面或一部分區域中，亦可將位於與電極的接觸部的部分進行蝕刻。蝕刻時，可使用氟化銨等化合物。另外，於抗反射層兼鈍化層15為氮化矽層的情形時，藉由使用含有具有燒穿性的玻璃粒子者作為電極形成用糊，亦可獲得歐姆接觸。亦可於抗反射層兼鈍化層15與n型矽基板10之前更存在氧化矽、氧化鋁等表面保護層(未圖示)，亦可局部地改變抗反射層兼鈍化層15的組成。
其後，如圖2(f)所示，對受光面及背面分別賦予電極形成用糊後進行加熱處理，形成p電極16及n電極17。藉由使用含有具有燒穿性的玻璃粒子者作為電極形成用糊，即便於背面整個面上形成有抗反射層兼鈍化層15，亦可貫穿抗反射層兼鈍化層15而於擴散層上形成電極，獲得歐姆接觸。如上所述般可獲得太陽電池元件。
<太陽電池元件>
本發明的太陽電池元件是藉由所述製造方法而獲得。藉此，本發明的太陽電池元件可抑制於半導體基板的不需要的區域中形成擴散層，可實現電池性能的提高。
太陽電池元件亦可於電極上配置捲帶自動接合線(TAB line)等配線材料，經由該配線材料將多個太陽電池元件連結而構成太陽電池模組。進而，太陽電池模組亦可經密封材料密封而構成。
[實施例]
以下，藉由實施例對本發明加以具體說明，但本發明不限定於該些實施例。再者，只要無特別說明，則化學品全部是使用試劑。另外，只要無特別說明，則「份」是指「質量份」，「%」是指「質量%」。
[實施例1]
將粒子形狀為大致球狀、D50%為0.35μm、軟化點為約800℃的玻璃粒子(以B2O3、SiO2及CaO作為主成分，各自的含有率為30質量%、50質量%及20質量%)10g、乙基纖維素6g及萜品醇84g混合而製成糊，製備p型擴散層形成組成物。
將粒子形狀為大致球狀、平均粒徑為0.31μm、軟化點為約800℃的玻璃粒子(以P2O5、SiO2及CaO作為主成分，各自的含有率為30質量%、60質量%及10質量%)10g、乙基纖維素6g及萜品醇84g混合而製成糊，製備n型擴散層形成組成物。
再者，玻璃粒子形狀是使用日立高新技術(Hitachi High-technologies)(股)的TM-1000型掃描式電子顯微鏡進行觀察而判定。玻璃的平均粒徑是使用貝克曼-庫爾特(Beckman-Coulter)(股)的LS 13 320型雷射散射繞射法粒度分佈測定裝置(測定波長：632nm)而算出。玻璃的軟化點是使用 島津製作所(股)的DTG-60H型示差熱-熱重量同步測定裝置藉由示差熱(Differential Thermal Analysis，DTA)曲線而求出。示差熱分析測定時，將α-氧化鋁用於參考，以10K/min的加熱速度一面以5mL/min流通空氣一面進行測定。算出所得的DTA曲線的微分曲線的第二吸熱峰值作為軟化點。
繼而，藉由網版印刷於n型矽基板的一個面上以整個面狀賦予p型擴散層形成組成物，於150℃下乾燥1分鐘。繼而，於所述n型矽基板的另一面(未塗佈所述p型擴散層形成組成物之側的面)上藉由網版印刷來塗佈n型擴散層形成組成物，於150℃下乾燥1分鐘。
繼而，於流通有O2：2L/min及N2：8L/min的擴散爐(光洋熱系統(Koyo Thermosystem)(股)，206A-M100)中，於經設定為700℃的狀態下放入賦予有p型擴散層組成物及n型擴散層組成物的基板，以15℃/min升溫至950℃為止，於950℃下進行30分鐘熱處理。其後，以10℃/min降溫至700℃為止，使硼及磷擴散至n型矽基板中，一併進行p型擴散層及n型擴散層。
繼而，將n型矽基板於氫氟酸中浸漬5分鐘，進行流水清洗，藉此將殘存於矽基板的表面上的玻璃層去除。
塗佈有p型擴散層形成組成物的部分(電極形成區域)的片電阻(sheet resistance)的平均值為45Ω/□，塗佈有n型擴散層形成組成物的部分(電極形成區域)的片電阻的平均值為12Ω/□。
繼而，將矽基板的邊緣(側面)於經加熱至80℃的 10%NaOH水溶液中浸漬1分鐘，進行邊緣隔離(edge isolation)。
繼而，於形成有n型擴散層的面上蒸鍍氮化矽，藉此形成抗反射層。另外，於形成有p型擴散層的面上藉由原子層沈積(Atomic Layer Deposition，ALD)法來蒸鍍氧化鋁，形成鈍化層。
然後，於基板的兩面上分別使用印刷遮罩藉由網版印刷來形成銀電極(杜邦(Dupont)公司，PV159A)。繼而，於150℃下乾燥後，使用隧道式煅燒爐((股)則武公司(Noritake Co.,Ltd.))於700℃下煅燒而製作太陽電池元件。對所製作的太陽電池元件使用太陽光模擬器(瓦克姆電創(Wacom Electric)(股)，XS-155S-10)來評價發電特性。
以Jsc(短路電流密度)、Voc(開放電壓)、F.F.(曲線因子)及η(轉換效率)來評價所製作的太陽電池元件的發電性能。Jsc、Voc、F.F.及η分別是依據日本工業標準(Japanese Industrial Standards，JIS)C8913(2005年度)及JIS C8914(2005年度)進行測定而獲得，分別為29.85mA/cm2、589mV、0.76及13.5%。
[比較例1]
將氧化硼10g、乙基纖維素6g及萜品醇84g混合而製成糊，製備p型擴散層形成組成物C。
將磷酸二氫銨10g、乙基纖維素6g及萜品醇84g混合而製成糊，製備n型擴散層形成組成物C。
除了使用p型擴散層形成組成物C及n型擴散層形成組成物C來代替所述p型擴散層形成組成物及n型擴散層形成組成 物以外，與實施例1同樣地進行操作，製作太陽電池元件並進行評價。
以Jsc(短路電流密度)、Voc(開放電壓)、F.F.(曲線因子)及η(轉換效率)來評價所製作的太陽電池元件的發電性能。Jsc、Voc、F.F.及η分別為28.78mA/cm2、567mV、0.76及12.4%。
如上所述，使用p型擴散層形成組成物及n型擴散層形成組成物所製作的實施例1的太陽電池元件與使用p型擴散層形成組成物C及n型擴散層形成組成物C的比較例1的太陽電池元件相比較，短路電流密度及開放電壓更優異。另外得知，比較例1中，因未將p型擴散層及n型擴散層適當地形成於所需位置，故pn接合的形成存在課題，例如電荷空乏層厚，彼處的電場弱，難以引起電子與電洞的分離，另外存在容易洩漏等課題。另一方面，可容易地確認到使用含施體元素或受體元素的玻璃粒子來形成p型擴散層及n型擴散層的實施例1的效果。
將於2013年12月20日提出申請的日本專利申請案2013-264589號揭示的所有內容以參照的方式併入至本說明書中。關於本說明書中記載的所有文獻、專利申請案及技術標準，與以下情況同樣地以參照的方式併入至本說明書中，所述情況為具體且分別記載將各文獻、專利申請案及技術標準以參照的方式併入的情況。
10‧‧‧n型矽基板
11‧‧‧p型擴散層形成組成物
11'、12'‧‧‧熱處理物
12‧‧‧n型擴散層形成組成物
13‧‧‧p型擴散層
14‧‧‧n型擴散層
15‧‧‧抗反射層兼鈍化層
16‧‧‧p電極
17‧‧‧n電極

Claims (11)

  1. 一種具有擴散層的半導體基板的製造方法，包括：於半導體基板上的至少一部分上，於各不相同的區域中賦予n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物的步驟，其中所述n型擴散層形成組成物含有含施體元素的玻璃粒子及分散介質，所述p型擴散層形成組成物含有含受體元素的玻璃粒子及分散介質；以及藉由進行熱處理而形成n型擴散層，且形成p型擴散層的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的具有擴散層的半導體基板的製造方法，其中於所述進行熱處理的步驟中，一併形成所述n型擴散層與所述p型擴散層。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的具有擴散層的半導體基板的製造方法，其中所述施體元素含有選自由磷(P)及銻(Sb)所組成的組群中的至少一種。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的具有擴散層的半導體基板的製造方法，其中所述含施體元素的玻璃粒子含有：選自由P2O3、P2O5及Sb2O3所組成的組群中的至少一種含施體元素的物質；以及選自由SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V2O5、SnO、ZrO2及MoO3所組成的組群中的至少一種玻璃成分物質。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的具有擴散層的半導體基板的製造方法，其中所述受體元素含有選自由硼 (B)、鋁(Al)及鎵(Ga)所組成的組群中的至少一種元素。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的具有擴散層的半導體基板的製造方法，其中所述含受體元素的玻璃粒子含有：選自由B2O3、Al2O3及Ga2O3所組成的組群中的至少一種含受體元素的物質；以及選自由SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、Tl2O、V2O5、SnO、ZrO2、WO3、MoO3及MnO所組成的組群中的至少一種玻璃成分物質。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的具有擴散層的半導體基板的製造方法，更包括於所述n型擴散層及所述p型擴散層的至少一者上形成鈍化層的步驟。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的具有擴散層的半導體基板的製造方法，其中所述鈍化層含有選自由氧化矽、氮化矽及氧化鋁所組成的組群中的至少一種。
  9. 一種具有n型擴散層及p型擴散層的半導體基板，其是藉由如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的製造方法所得。
  10. 一種太陽電池元件的製造方法，包括以下步驟：於藉由如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的製造方法所得的半導體基板的n型擴散層上及p型擴散層上形成電極。
  11. 一種太陽電池元件，其是藉由如申請專利範圍第10項所述的製造方法所得。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107148662A (zh) * 2014-10-30 2017-09-08 日立化成株式会社 n型扩散层形成组合物、n型扩散层的制造方法及太阳能电池元件的制造方法
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011162394A1 (ja) * 2010-06-24 2011-12-29 日立化成工業株式会社 不純物拡散層形成組成物、ｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層の製造方法、ｐ型拡散層形成組成物、ｐ型拡散層の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法
JP2013026579A (ja) * 2011-07-25 2013-02-04 Hitachi Chem Co Ltd ｐ型拡散層の製造方法及び太陽電池素子の製造方法
CN105448677A (zh) * 2011-07-25 2016-03-30 日立化成株式会社 半导体基板及其制造方法、太阳能电池元件、以及太阳能电池
WO2013105599A1 (ja) * 2012-01-10 2013-07-18 日立化成株式会社 マスク形成用組成物、太陽電池用基板の製造方法および太陽電池素子の製造方法
TW201335119A (zh) * 2012-02-23 2013-09-01 Hitachi Chemical Co Ltd 不純物擴散層形成組成物、帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法以及太陽電池元件的製造方法
JP5991846B2 (ja) * 2012-04-24 2016-09-14 東京応化工業株式会社 膜形成用組成物、拡散剤組成物、膜形成用組成物の製造方法、及び拡散剤組成物の製造方法

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