WO2013011986A1 - ｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法 - Google Patents

ｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法 Download PDF

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layer forming
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吉田　誠人
野尻　剛
岩室　光則
明博 織田
修一郎 足立
鉄也 佐藤
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日立化成工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an n-type diffusion layer forming composition for a solar cell element, a method for producing an n-type diffusion layer, and a method for producing a solar cell element. More specifically, the present invention relates to a technique that makes it possible to form an n-type diffusion layer in a specific portion of silicon that is a semiconductor substrate.
  • a p-type silicon substrate having a textured structure formed on the light receiving surface is prepared so as to promote the light confinement effect, and then a donor element-containing compound such as phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen, oxygen
  • a donor element-containing compound such as phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen, oxygen
  • POCl 3 phosphorus oxychloride
  • the n-type diffusion layer is uniformly formed by performing several tens of minutes at 800 ° C. to 900 ° C. in the mixed gas atmosphere.
  • phosphorus is diffused using a mixed gas
  • n-type diffusion layers are formed not only on the surface but also on the side surface and the back surface. Therefore, a side etching process for removing the side n-type diffusion layer is necessary.
  • the n-type diffusion layer on the back surface needs to be converted into a p + -type diffusion layer.
  • An aluminum paste is applied on the n-type diffusion layer on the back surface, and the p + -type diffusion is performed from the n-type diffusion layer by the diffusion of aluminum. Was converted into a layer.
  • the donor element or a compound containing the same is scattered from the solution or paste as a diffusion source, so that phosphorus is formed on the side surface and the back surface during the formation of the diffusion layer as in the gas phase reaction method using the mixed gas. And an n-type diffusion layer is formed in addition to the applied portion.
  • an n-type diffusion layer in the gas phase reaction using phosphorus oxychloride, not only one surface (usually the light-receiving surface or the surface) that originally requires the n-type diffusion layer, but also the other surface An n-type diffusion layer is also formed on the (non-light-receiving surface or back surface) and side surfaces.
  • an n-type diffusion layer is formed in addition to the surface as in the gas phase reaction method.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and is applicable to the manufacture of solar cell elements using a semiconductor substrate, and without forming an n-type diffusion layer in an unnecessary region.
  • An object is to provide an n-type diffusion layer forming composition capable of forming an n-type diffusion layer in a region, a method for manufacturing an n-type diffusion layer, and a method for manufacturing a solar cell element.
  • the means for solving the above-mentioned problems are as follows.
  • n-type diffusion layer forming composition containing glass powder containing P 2 O 5 , SiO 2 and CaO and a dispersion medium.
  • the glass powder contains P 2 O 5 in an amount of 20 mol% to 50 mol%, SiO 2 in an amount of 30 mol% to 70 mol%, and CaO in an amount of 2 mol% to 30 mol%.
  • the n-type diffusion layer forming composition ⁇ 3> The n-type diffusion layer forming composition according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the glass powder has a volume average particle diameter of 10 ⁇ m or less.
  • n-type diffusion layer forming composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the glass powder is contained in an amount of 1% by mass to 30% by mass based on the total mass.
  • ⁇ 5> The n-type diffusion layer forming composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the viscosity is 1 Pa ⁇ s or more and 500 Pa ⁇ s or less.
  • ⁇ 6> The n-type diffusion layer forming composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the dispersion medium includes at least one selected from terpineol and butyl carbitol acetate.
  • n-type diffusion layer forming composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the dispersion medium includes ethyl cellulose.
  • a step of applying the n-type diffusion layer forming composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7> on a semiconductor substrate, and a semiconductor substrate provided with the n-type diffusion layer forming composition And a step of forming a n-type diffusion layer by performing a thermal diffusion treatment on the n-type diffusion layer.
  • a treatment temperature of the thermal diffusion treatment is 800 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower.
  • the semiconductor substrate to which the n-type diffusion layer forming composition is applied is heat-treated at 80 ° C. or more and 300 ° C. or less, and the dispersion medium contained in the n-type diffusion layer forming composition
  • ⁇ 12> The method according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 11>, further including a step of etching the surface of the n-type diffusion layer formed on the semiconductor substrate with hydrofluoric acid after the thermal diffusion treatment.
  • a method for producing an n-type diffusion layer is a method for producing an n-type diffusion layer.
  • ⁇ 13> A step of applying the n-type diffusion layer forming composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7> on a semiconductor substrate, and a semiconductor substrate having the n-type diffusion layer forming composition applied thereto
  • the manufacturing method of the solar cell element which has the process of giving a thermal-diffusion process and forming an n-type diffused layer, and the process of forming an electrode on the formed n-type diffused layer.
  • ⁇ 15> Use of the n-type diffusion layer forming composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7> in the manufacture of a solar cell element including a semiconductor substrate, an n-type diffusion layer, and an electrode.
  • the n-type diffusion layer can be applied to the manufacture of a solar cell element using a semiconductor substrate, and an n-type diffusion layer can be formed in a specific region without forming an n-type diffusion layer in an unnecessary region. It is possible to provide a diffusion layer forming composition, a method for producing an n-type diffusion layer, and a method for producing a solar cell element.
  • FIG. 2A is a plan view of the solar cell element as seen from the surface.
  • FIG. 2B is an enlarged perspective view showing a part of FIG. 2A.
  • the n-type diffusion layer forming composition of the present invention will be described, and then the n-type diffusion layer and solar cell element manufacturing method using the n-type diffusion layer forming composition will be described.
  • the term “process” is not limited to an independent process, and is included in the term if the intended purpose of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes.
  • a numerical range indicated using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
  • the amount of each component in the composition is the total amount of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific indication when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition. means.
  • the n-type diffusion layer forming composition of the present invention contains a glass powder containing at least P 2 O 5 , SiO 2 and CaO (hereinafter sometimes simply referred to as “glass powder”) and a dispersion medium. Furthermore, other additives may be contained as necessary in consideration of the applicability (applicability) of the composition.
  • the composition for forming an n-type diffusion layer contains a glass powder containing a donor element, and a material capable of forming an n-type diffusion layer by thermally diffusing this donor element after being applied to a semiconductor substrate. Say. By using an n-type diffusion layer forming composition containing a donor element in glass powder, an n-type diffusion layer is formed at a desired site, and an unnecessary n-type diffusion layer is not formed on the back surface or side surface.
  • the composition for forming an n-type diffusion layer of the present invention is applied, the side etching step that is essential in the gas phase reaction method that has been widely employed is not required, and the process is simplified.
  • the step of converting the n-type diffusion layer formed on the back surface into the p + -type diffusion layer is not necessary. Therefore, the method for forming the p + -type diffusion layer on the back surface and the material, shape, and thickness of the back electrode are not limited, and the choice of manufacturing method, material, and shape to be applied is widened.
  • the glass powder contained in the n-type diffusion layer forming composition of the present invention is melted by firing to form a glass layer on the n-type diffusion layer.
  • a glass layer is formed on the n-type diffusion layer even in a conventional gas phase reaction method or a method of applying a phosphate-containing solution or paste, and thus the glass layer produced in the present invention is a conventional method.
  • it can be removed by etching. Therefore, the n-type diffusion layer forming composition of the present invention does not generate unnecessary products and does not increase the number of steps as compared with the conventional method.
  • the donor element in the glass powder is not easily volatilized even during firing, the formation of an n-type diffusion layer not only on the surface but also on the back surface and side surfaces due to the generation of the volatilizing gas is suppressed. This is probably because the donor element is bonded to other elements in the glass powder or is taken into the glass, so that it is difficult to volatilize.
  • the n-type diffusion layer forming composition of the present invention can form an n-type diffusion layer having a desired concentration at a desired site, the concentration of the n-type donor element (dopant) is high. A selective region can be formed. On the other hand, it is generally difficult to form a selective region having a high n-type donor element concentration by a gas phase reaction method, which is a general method of an n-type diffusion layer, or a method using a phosphate-containing solution. It is.
  • the glass powder according to the present invention contains a donor element.
  • a donor element is an element that can form an n-type diffusion layer by diffusing (doping) into a semiconductor substrate.
  • P phosphorus
  • P 2 O 5 is used as the donor element-containing material used for introducing the donor element into the glass powder.
  • glass powder as a glass component material, comprising at least SiO 2 and CaO.
  • the glass powder according to the present invention is low in hygroscopicity and excellent in storage stability by combining P 2 O 5 that is a donor element-containing material and SiO 2 and CaO that are glass component materials. Therefore, even after long-term storage, the donor component in the glass powder is less likely to be volatilized during firing, so that the formation of n-type diffusion layers not only on the surface but also on the back surface and side surfaces due to the generation of volatilized gas is suppressed.
  • the content ratio of the donor element-containing substance and the glass component substance in the glass powder is preferably set as appropriate in consideration of the melting temperature, softening temperature, glass transition temperature, chemical durability, etching characteristics, and the like.
  • the molar fraction of P 2 O 5 contained in the glass powder is preferably 20 mol% to 50 mol%, and preferably 25 mol% to 45 mol% from the viewpoint of water resistance, melting temperature, and diffusion ability. More preferably, it is mol%.
  • the mole fraction of SiO 2 is preferably 30 mol% to 70 mol%, more preferably 35 mol% to 65 mol%, from the viewpoint of water resistance, melting temperature, and etching characteristics.
  • the mole fraction of CaO is preferably 2 mol% to 30 mol%, and preferably 5 mol% to 25 mol% from the viewpoint of water resistance, melting temperature, and etching characteristics.
  • the glass powder, P 2 O 5 and also good as 100% mole fraction in the SiO 2 and CaO may contain a glass component material in the following in addition to these.
  • glass component materials that can be added include K 2 O, Na 2 O, Li 2 O, BaO, SrO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V 2 O 5 , SnO, ZrO 2 , MoO 3 , and La 2.
  • glass component materials include K 2 O, Na 2 O, Li 2 O, BaO, SrO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V 2 O 5 , SnO, ZrO 2 , MoO 3 , and La 2.
  • Examples include O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , Y 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , GeO 2 , Al 2 O 3 , TeO 2, and Lu 2 O 3 .
  • Glass component materials other than SiO 2 and CaO can control the melting temperature, softening temperature, glass transition temperature, chemical durability, and the like by adjusting the component ratio as necessary. If the glass powder contains a glass component material other than SiO 2 and CaO, water resistance, melting temperature, etching characteristics, in view of the diffusing capacity, mole fraction in the glass powder of the glass component material other than SiO 2 and CaO, 0 0.01 mol% to 10 mol%, more preferably 0.1 mol% to 5 mol%.
  • the softening temperature of the glass powder is preferably 300 ° C. to 1000 ° C., more preferably 400 ° C. to 900 ° C., from the viewpoints of diffusibility and dripping during the diffusion treatment. If the softening temperature is 300 ° C. or higher, the viscosity of the glass does not become too low during the diffusion treatment, it is easy to suppress the occurrence of dripping and to prevent the formation of an n-type diffusion layer other than a specific portion. Tend. Moreover, if it is 1000 degrees C or less, there exists a tendency which becomes easy to suppress that a glass powder cannot be fuse
  • the softening temperature of the glass powder in the range of 300 ° C. to 1000 ° C., as described above, it becomes easy to suppress the occurrence of dripping, so that after the diffusion treatment, the n-type diffusion layer is formed into a desired shape in a specific region. It becomes easy to form.
  • the n-type diffusion layer forming composition when the n-type diffusion layer forming composition is applied in a linear pattern having a width of a ⁇ m, the linear width b after the diffusion treatment can hold a linear pattern in the range of b ⁇ 1.5 a ⁇ m.
  • the softening temperature of the glass powder can be obtained from a differential heat (DTA) curve or the like using a DTG-60H type differential heat / thermogravimetric simultaneous measuring device manufactured by Shimadzu Corporation.
  • the shape of the glass powder examples include a substantially spherical shape, a flat shape, a block shape, a plate shape, and a scale shape. Applicability to the substrate (applicability) and uniform diffusibility when an n-type diffusion layer forming composition is used. From this point, it is desirable that the shape is substantially spherical, flat or plate-like.
  • the glass powder preferably has a volume average particle size of 10 ⁇ m or less. When glass powder having a volume average particle diameter of 10 ⁇ m or less is used, a smooth coating film can be easily obtained. Furthermore, the volume average particle diameter of the glass powder is more preferably 5 ⁇ m or less, further preferably 2 ⁇ m or less, and particularly preferably 1 ⁇ m or less.
  • the minimum in particular of the volume average particle diameter of glass powder is not restrict
  • the volume average particle diameter of the glass powder can be measured by a laser scattering diffraction particle size distribution measuring device or the like.
  • the glass powder containing P 2 O 5 , SiO 2 and CaO is produced by the following procedure.
  • the crucible material include platinum, platinum-rhodium, gold, iridium, alumina, zirconia, quartz, carbon, boron carbide, boron nitride, and silicon nitride.
  • the material of the crucible is appropriately selected in consideration of the melting temperature, atmosphere, reactivity with the molten material, and the like.
  • the raw material is heated at a temperature corresponding to the glass composition in an electric furnace to obtain a melt. At this time, it is desirable to stir the melt uniformly.
  • the obtained melt is poured onto a zirconia substrate, a carbon substrate or the like to vitrify the melt. Finally, the glass is crushed into powder.
  • a known method such as a stamp mill, a jet mill, a bead mill, or a ball mill can be applied to the pulverization.
  • the content ratio of the glass powder in the n-type diffusion layer forming composition is determined in consideration of the suitability for application, the diffusibility of the donor element, and the like.
  • the content ratio of the glass powder in the n-type diffusion layer forming composition is preferably in the range of 1% by mass to 30% by mass, more preferably in the range of 5% by mass to 25% by mass, and 8% by mass to 20% by mass. % Range is more preferred.
  • the glass powder in the present invention is composed of P 2 O 5 having a mole fraction of 20 mol% to 50 mol% and SiO 2 having a mole fraction of 30% to 70% in terms of water resistance, melting temperature, etching characteristics, and diffusion ability. And a volume average particle diameter of 0.01 ⁇ m to 2 ⁇ m, or P 2 O having a mole fraction of 20 mol% to 50 mol%.
  • P 2 O 5 with a mole fraction of 25 mol% to 45 mol%, SiO 2 with a mole fraction of 30% to 70%, and a mole fraction of 2 mol. % To 30 mol% of CaO and a volume average particle size of 0.01 ⁇ m to 2 can be ⁇ m.
  • the glass powder in the present invention is composed of P 2 O 5 having a molar fraction of 25 mol% to 45 mol% and SiO 2 having a molar fraction of 35% to 65% in terms of water resistance, melting temperature, etching characteristics, and diffusion ability. More preferably, the volume average particle diameter is 0.01 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • the dispersion medium is a medium in which the glass powder is dispersed in the composition. Specifically, at least one selected from the group consisting of a binder and a solvent is employed as the dispersion medium.
  • binder examples include polyvinyl alcohol, polyacrylamide resin, polyvinyl amide resin, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide resin, polysulfonic acid, acrylamide alkyl sulfonic acid, cellulose ether resin, cellulose derivative, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, ethyl cellulose, gelatin, starch And starch derivatives, sodium alginates and sodium alginate derivatives, xanthan and xanthan derivatives, gua and guar derivatives, scleroglucan and scleroglucan derivatives, tragacanth and tragacanth derivatives, dextrin and dextrin derivatives, (meth) acrylic acid resin, (meta) ) Acrylic ester resin (eg, alkyl (meth) acrylate resin, di Chill aminoethyl (meth) acrylate resin, etc.), butadiene resins, styrene resins, and copoly
  • the molecular weight of the binder is not particularly limited, and it is desirable to adjust appropriately in view of the desired viscosity of the composition. Moreover, what is necessary is just to let the content rate of the binder in a composition be the quantity which achieves the following viscosity, for example.
  • the viscosity of the n-type diffusion layer forming composition is preferably in the range of 1 Pa ⁇ s to 500 Pa ⁇ s, more preferably in the range of 10 Pa ⁇ s to 100 Pa ⁇ s, in consideration of the imparting properties during printing.
  • the viscosity is measured using a Tokyo Keiki E-type viscometer EHD type under the conditions of a sample amount of 0.4 ml and a rotation speed of 5 rpm.
  • the solvent examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-i-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl-i-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, Ketone solvents such as diethyl ketone, dipropyl ketone, di-i-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone; diethyl ether, methyl ethyl ether, methyl- n-propyl ether, di-i-propyl ether, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, dioxane, dimethyldioxane, ethylene glycol di
  • terpene solvents such as ⁇ -terpinene, terpineol, myrcene, alloocimene, limonene, dipentene, ⁇ -pinene, ⁇ -pinene, terpineol, carvone, ocimene, and ferrandrene; water and the like. These are used singly or in combination of two or more.
  • the solvent is preferably at least one selected from terpineol and butyl carbitol acetate (diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate) from the viewpoint of suitability for application to the substrate.
  • the content ratio of the dispersion medium in the n-type diffusion layer forming composition is determined in consideration of application suitability and donor concentration.
  • the method for producing an n-type diffusion layer of the present invention includes a step of applying the above-described n-type diffusion layer forming composition on a semiconductor substrate, and a thermal diffusion treatment on the semiconductor substrate to which the n-type diffusion layer forming composition is applied. And forming an n-type diffusion layer.
  • the method for producing a solar cell element of the present invention includes a step of applying the above-described n-type diffusion layer forming composition on a semiconductor substrate, and applying a thermal diffusion treatment to the semiconductor substrate to which the n-type diffusion layer forming composition is applied. Forming an n-type diffusion layer and forming an electrode on the formed n-type diffusion layer.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view conceptually showing an example of the manufacturing process of the solar cell element of the present invention.
  • 10 is a p-type semiconductor substrate
  • 12 is an n-type diffusion layer
  • 14 is a p + -type diffusion layer
  • 16 is an antireflection film
  • 18 is a front electrode
  • 20 is a back electrode (electrode layer).
  • common constituent elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the semiconductor substrate is not limited to a silicon substrate.
  • an alkaline solution is applied to a silicon substrate which is a p-type semiconductor substrate 10 to remove a damaged layer, and a texture structure is obtained by etching.
  • a texture structure is obtained by etching.
  • the damaged layer on the silicon surface generated when slicing from the ingot is removed with 20% by mass caustic soda.
  • etching is performed with a mixed solution of 1% by mass caustic soda and 10% by mass isopropyl alcohol to form a texture structure (the description of the texture structure is omitted in the figure).
  • a texture structure on the light receiving surface (surface) side, a light confinement effect is promoted, and high efficiency is achieved.
  • the n-type diffusion layer forming composition layer 11 is formed by applying the n-type diffusion layer forming composition to the surface of the p-type semiconductor substrate 10, that is, the surface serving as the light receiving surface.
  • the application method is not limited, and examples include a printing method, a spin method, a brush coating, a spray method, a doctor blade method, a roll coater method, and an ink jet method, and a printing method, particularly a screen printing method is preferable.
  • the amount of the n-type diffusion layer-forming composition applied is not particularly limited.
  • the glass powder amount can be 0.01 g / m 2 to 100 g / m 2, and 0.1 g / m 2 to 10 g. / M 2 is preferable.
  • the substrate after applying the n-type diffusion layer forming composition may be removed before the thermal diffusion treatment in order to remove at least a part of the solvent contained in the composition.
  • a heat treatment step may be necessary.
  • the heat treatment is performed at a temperature of 80 ° C. to 300 ° C. for 1 minute to 10 minutes when using a hot plate, and about 10 minutes to 30 minutes when using a dryer or the like.
  • This heat treatment condition depends on the solvent composition of the n-type diffusion layer forming composition, and is not particularly limited to the above condition in the present invention.
  • the n-type diffusion layer forming composition applied on the substrate can be dried.
  • a step of heat-treating the substrate after the application of the n-type diffusion layer forming composition may be necessary.
  • the heat treatment is performed under the conditions of treatment at a temperature of 300 ° C. to 800 ° C. for 1 minute to 10 minutes.
  • a known continuous furnace, batch furnace or the like can be applied to this heat treatment.
  • both the heat treatment at a temperature of 80 ° C. to 300 ° C. and the heat treatment at a temperature of more than 300 ° C. and 800 ° C. or less are performed. (That is, the heat treatment is performed twice under different temperature conditions), or only the heat treatment at one of the temperatures may be used.
  • the manufacturing method of the p + -type diffusion layer (high concentration electric field layer) 14 on the back surface is limited to a method by conversion from an n-type diffusion layer to a p-type diffusion layer by aluminum.
  • any conventionally known method can be adopted, and the options for the manufacturing method are expanded. Therefore, for example, a composition containing a Group 13 element such as B (boron) can be applied to form the composition layer 13 and the p + -type diffusion layer 14 can be formed.
  • composition containing a Group 13 element such as B (boron) for example, a glass powder containing an acceptor element is used instead of a glass powder containing a donor element, and the composition is the same as that of the n-type diffusion layer forming composition.
  • a p-type diffusion layer forming composition may be mentioned.
  • the acceptor element may be an element belonging to Group 13, and examples thereof include B (boron), Al (aluminum), and Ga (gallium). Further, it is preferable that the glass powder containing acceptor element comprising at least one member selected from the group consisting of B 2 O 3, Al 2 O 3 and Ga 2 O 3.
  • the method for applying the p-type diffusion layer forming composition to the back surface of the silicon substrate is the same as the method for applying the n-type diffusion layer forming composition described above to the silicon substrate.
  • the p + -type diffusion layer 14 can be formed on the back surface by subjecting the p-type diffusion layer forming composition applied to the back surface to a thermal diffusion treatment similar to the thermal diffusion treatment in the n-type diffusion layer forming composition described later. it can.
  • the thermal diffusion treatment of the p-type diffusion layer forming composition is preferably performed simultaneously with the thermal diffusion treatment of the n-type diffusion layer forming composition.
  • the p-type semiconductor substrate 10 on which the n-type diffusion layer forming composition layer 11 is formed is subjected to thermal diffusion treatment.
  • the treatment temperature is preferably 800 ° C. to 1000 ° C., more preferably 850 ° C. to 980 ° C.
  • the treatment time is preferably 5 minutes to 60 minutes.
  • the donor element diffuses into the semiconductor substrate, and the n-type diffusion layer 12 is formed.
  • a known continuous furnace, batch furnace, or the like can be applied to the thermal diffusion treatment. Further, the furnace atmosphere during the thermal diffusion treatment can be appropriately adjusted to air, oxygen, nitrogen or the like.
  • a glass layer such as phosphate glass is formed on the surface of the formed n-type diffusion layer 12. For this reason, this phosphate glass is removed by etching.
  • etching any of known methods such as a method of immersing in an acid such as hydrofluoric acid and a method of immersing in an alkali such as caustic soda can be applied, and an etching treatment with hydrofluoric acid is preferable in terms of etching ability.
  • the immersion time is not particularly limited, and can be generally 0.5 to 30 minutes, preferably 1 to 10 minutes.
  • an n-type diffusion layer 12 is formed at a desired site, and an unnecessary n-type diffusion layer is formed on the back and side surfaces.
  • a side etching process for removing an unnecessary n-type diffusion layer formed on a side surface is essential. According to the manufacturing method of the invention, the side etching process is not required, and the process is simplified. As described above, a uniform n-type diffusion layer having a desired shape and a desired shape is formed in a short time by the manufacturing method of the present invention.
  • n-type diffusion layer formed on the back surface it is necessary to convert an unnecessary n-type diffusion layer formed on the back surface into a p-type diffusion layer.
  • a group 13 element is added to the n-type diffusion layer on the back surface.
  • a method is adopted in which an aluminum paste is applied and baked to diffuse aluminum into the n-type diffusion layer and convert it into a p-type diffusion layer.
  • conversion to the p-type diffusion layer is sufficient, and in order to form a high-concentration electric field layer of the p + -type diffusion layer, a certain amount of aluminum is required. There was a need to form.
  • the manufacturing method of the present invention since an unnecessary n-type diffusion layer is not formed on the back surface, it is not necessary to perform conversion from the n-type diffusion layer to the p-type diffusion layer, and the necessity of increasing the thickness of the aluminum layer is eliminated. . As a result, generation of internal stress and warpage in the silicon substrate can be suppressed. As a result, it is possible to suppress an increase in power loss and damage to the solar cell element.
  • the manufacturing method of the p + -type diffusion layer (high concentration electric field layer) 14 on the back surface is limited to a method by conversion from an n-type diffusion layer to a p-type diffusion layer with aluminum. Any method can be adopted without any problem, and the choice of manufacturing method is expanded.
  • a p-type diffusion layer forming composition configured in the same manner as the n-type diffusion layer forming composition is formed on the back surface (n).
  • the p + -type diffusion layer (high-concentration electric field layer) 14 is preferably formed on the back surface by applying to a surface opposite to the surface to which the mold diffusion layer-forming composition is applied and baking treatment.
  • the material used for the back electrode 20 is not limited to Group 13 aluminum.
  • Ag (silver) or Cu (copper) can be applied, and the thickness of the back electrode 20 is also conventional. It becomes possible to form thinner.
  • an antireflection film 16 is formed on the n-type diffusion layer 12.
  • the antireflection film 16 is formed by applying a known technique.
  • the antireflection film 16 is a silicon nitride film, it is formed by a plasma CVD method using a mixed gas of SiH 4 and NH 3 as a raw material. At this time, hydrogen diffuses into the crystal, and orbits that do not contribute to the bonding of silicon atoms, that is, dangling bonds and hydrogen are combined to inactivate defects (hydrogen passivation).
  • the mixed gas flow ratio NH 3 / SiH 4 is 0.05 to 1.0
  • the reaction chamber pressure is 13.3 Pa (0.1 Torr) to 266.6 Pa (2 Torr)
  • the temperature is 300 ° C. to 550 ° C. and the frequency for plasma discharge is 100 kHz or more.
  • a surface electrode metal paste is printed on the antireflection film 16 on the surface (light-receiving surface) by screen printing and dried to form a surface electrode metal paste layer 17.
  • the metal paste for a surface electrode contains (1) metal particles and (2) glass particles as essential components, and includes (3) a resin binder and (4) other additives as necessary.
  • a back electrode metal paste layer 19 is also formed on the p + -type diffusion layer 14 on the back surface.
  • the material and forming method of the back electrode metal paste layer 19 are not particularly limited.
  • the back electrode metal paste layer 19 may be formed by applying and drying a back electrode paste containing a metal such as aluminum, silver, or copper.
  • a silver paste for forming a silver electrode may be partially provided on the back surface for connection between solar cell elements in the module process.
  • the electrode metal paste layer 17 is fired to complete the solar cell element.
  • the antireflection film 16 that is an insulating film is melted by the glass particles contained in the electrode metal paste on the surface side, and part of the surface of the p-type semiconductor substrate 10
  • the metal particles for example, silver particles
  • the paste form a contact portion with the p-type semiconductor substrate 10 and solidify.
  • the formed surface electrode 18 and the p-type semiconductor substrate 10 are electrically connected. This is called fire-through.
  • the back electrode metal paste of the back electrode metal paste layer 19 is baked to form the back electrode 20.
  • FIG. 2 indicates a bus bar electrode, and 32 indicates a finger electrode.
  • the surface electrode 18 includes a bus bar electrode 30 and finger electrodes 32 intersecting with the bus bar electrode 30.
  • 2A is a plan view of a solar cell element in which the surface electrode 18 includes a bus bar electrode 30 and finger electrodes 32 intersecting with the bus bar electrode 30 as viewed from the surface.
  • FIG. 2B is a plan view of FIG. It is a perspective view which expands and shows a part of.
  • Such a surface electrode 18 can be formed, for example, by means such as screen printing of the above metal paste, plating of the electrode material, vapor deposition of the electrode material by electron beam heating in a high vacuum, or the like.
  • the surface electrode 18 composed of the bus bar electrode 30 and the finger electrode 32 is generally used as an electrode on the light receiving surface side and is well known, and it is possible to apply known forming means for the bus bar electrode and finger electrode on the light receiving surface side. it can.
  • the solar cell element in which the n-type diffusion layer is formed on the front surface, the p + -type diffusion layer is formed on the back surface, and the front surface electrode and the back surface electrode are further provided on the respective layers has been described.
  • a layer formation composition it is also possible to produce a back contact type solar cell element.
  • the back contact type solar cell element has all electrodes provided on the back surface to increase the area of the light receiving surface. That is, in the back contact type solar cell element, it is necessary to form both the n-type diffusion region and the p + -type diffusion region on the back surface to form a pn junction structure.
  • the n-type diffusion layer forming composition of the present invention can form an n-type diffusion site at a specific site, and can therefore be suitably applied to the production of a back contact type solar cell element.
  • the present invention includes the use of the n-type diffusion layer forming composition in the production of an n-type diffusion layer, and the formation of the n-type diffusion layer in the production of a solar cell element including the semiconductor substrate, the n-type diffusion layer, and an electrode.
  • Each use of the composition is also encompassed.
  • a uniform n-type can be formed in a desired shape in a specific region in a short time without forming an unnecessary n-type diffusion layer.
  • a diffusion layer can be obtained, and a solar cell element having such an n-type diffusion layer can be obtained without forming an unnecessary n-type diffusion layer.
  • Example 1 P 2 O 5 —SiO 2 —CaO glass (P 2 O 5 : 30 mol%, SiO 2 60 mol%, CaO 10 mol%) having a block shape and a volume average particle diameter of 0.89 ⁇ m 10 g of powder, 5 g of ethyl cellulose, and 85 g of terpineol were mixed and pasted using an automatic mortar kneader to prepare an n-type diffusion layer forming composition.
  • the viscosity of the obtained n-type diffusion layer forming composition was 61 Pa ⁇ s.
  • the particle shape of the glass was determined by observation using a TM-1000 scanning electron microscope manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation.
  • the average particle size of the glass was calculated using a LS 13 320 type laser scattering diffraction particle size distribution analyzer (measurement wavelength: 632 nm) manufactured by Beckman Coulter, Inc.
  • the viscosity of the n-type diffusion layer forming composition is determined by using an E-type viscometer EHD type manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. It is assumed that the measurement was performed under conditions of a sample amount of 0.4 ml and a rotation speed of rpm. Further, when the softening temperature of the glass was obtained from a differential heat (DTA) curve using a DTG-60H type differential heat / thermogravimetric measuring device manufactured by Shimadzu Corporation, it could be estimated to be around 800 ° C.
  • DTA differential heat
  • the prepared paste was applied to the surface of the p-type silicon substrate by screen printing, and dried on a hot plate at 150 ° C. for 5 minutes to form a layer. Subsequently, heat treatment was performed for 5 minutes in an electric furnace set at 500 ° C., and then heat diffusion treatment was performed for 10 minutes in another electric furnace for diffusion set at 950 ° C. Thereafter, in order to remove the glass layer, the substrate was immersed in hydrofluoric acid for 5 minutes, washed with running water and dried.
  • the sheet resistance of the surface on which the n-type diffusion layer forming composition was applied was 45 ⁇ / ⁇ , and P (phosphorus) diffused to form an n-type diffusion layer.
  • the sheet resistance on the back surface was not measurable above the measurement upper limit, and no n-type diffusion layer was formed.
  • the sheet resistance was measured at 25 ° C. by a four-probe method using a Loresta-EP MCP-T360 type low resistivity meter manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
  • P 2 O 5 —SiO 2 —CaO glass (P 2 O 5 : 30 mol%, SiO 2 : 50 mol%, CaO: 20 mol%) having a block shape and a volume average particle diameter of 0.95 ⁇ m 10 g of powder, 5 g of ethyl cellulose, and 85 g of butyl carbitol acetate were mixed and pasted using an automatic mortar kneader to prepare an n-type diffusion layer forming composition.
  • the viscosity of the obtained n-type diffusion layer forming composition was 67 Pa ⁇ s.
  • the prepared paste was applied to the surface of the p-type silicon substrate by screen printing and dried on a hot plate at 150 ° C.
  • the sheet resistance of the surface on which the n-type diffusion layer forming composition was applied was 38 ⁇ / ⁇ , and P (phosphorus) diffused to form an n-type diffusion layer.
  • the sheet resistance on the back surface was not measurable above the measurement upper limit, and no n-type diffusion layer was formed.
  • P 2 O 5 —SiO 2 —CaO-based glass having a substantially spherical particle shape and a volume average particle diameter of 1.02 ⁇ m P 2 O 5 : 40 mol%, SiO 2 : 40 mol%, CaO: 20 mol%) 10 g of powder, 5 g of ethyl cellulose, and 85 g of butyl carbitol acetate were mixed and pasted using an automatic mortar kneader to prepare an n-type diffusion layer forming composition.
  • the viscosity of the obtained n-type diffusion layer forming composition was 65 Pa ⁇ s.
  • the prepared paste was applied to the surface of the p-type silicon substrate by screen printing and dried on a hot plate at 150 ° C. for 5 minutes to form a layer. Subsequently, heat treatment was performed for 5 minutes in an electric furnace set at 500 ° C., and then heat diffusion treatment was performed for 10 minutes in another electric furnace for diffusion set at 950 ° C. Thereafter, in order to remove the glass layer, the substrate was immersed in hydrofluoric acid for 5 minutes, washed with running water and dried.
  • the sheet resistance of the surface on which the n-type diffusion layer forming composition was applied was 35 ⁇ / ⁇ , and P (phosphorus) diffused to form an n-type diffusion layer.
  • the sheet resistance on the back surface was not measurable above the measurement upper limit, and no n-type diffusion layer was formed.
  • the sheet resistance of the surface on which the n-type diffusion layer forming composition was applied was 51 ⁇ / ⁇ , and P (phosphorus) diffused to form an n-type diffusion layer.
  • the sheet resistance on the back surface was 60 ⁇ / ⁇ , and an n-type diffusion layer was also formed on the back surface.
  • a solution is prepared by mixing 1 g of ammonium dihydrogen phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ) powder, 7 g of pure water, 0.7 g of polyvinyl alcohol, and 1.5 g of isopropyl alcohol using an automatic mortar kneader. Then, an n-type diffusion layer composition was prepared. Next, the prepared solution was applied to the surface of the p-type silicon substrate by a spin coater (2000 rpm, 30 sec) and dried on a hot plate at 150 ° C. for 5 minutes to form a layer.
  • a spin coater 2000 rpm, 30 sec
  • the sheet resistance of the surface on which the n-type diffusion layer forming composition was applied was 43 ⁇ / ⁇ , and P (phosphorus) diffused to form an n-type diffusion layer.
  • the sheet resistance on the back surface was 55 ⁇ / ⁇ , and an n-type diffusion layer was also formed on the back surface.

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Abstract

　ｎ型拡散層形成組成物は、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２及びＣａＯを含むガラス粉末と、分散媒とを含有する。該ｎ型拡散層形成組成物を半導体基板上に塗布し熱拡散処理を施すことで、ｎ型拡散層、及びｎ型拡散層を有する太陽電池素子が製造される。

Description

ｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法
　本発明は、太陽電池素子のｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法に関する。更に詳しくは、半導体基板であるシリコンの特定の部分にｎ型拡散層を形成することを可能とする技術に関するものである。
　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、受光面に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、続いてドナー元素含有化合物であるオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）、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工程が必要であった。また、裏面のｎ型拡散層はｐ＋型拡散層へ変換する必要があり、裏面のｎ型拡散層の上にアルミニウムペーストを付与して、アルミニウムの拡散によってｎ型拡散層からｐ＋型拡散層に変換させていた。
　一方で、半導体の製造分野では、ドナー元素含有化合物として、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）あるいはリン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）等のリン酸塩を含有する溶液の塗布によってｎ型拡散層を形成する方法が提案されている（例えば、特開２００２－７５８９４号公報参照）。また、拡散層形成のために、ドナー元素としてリンを含むペーストを拡散源としてシリコン基板表面上に塗布し、熱拡散して拡散層を形成する技術も知られている（例えば、特許４０７３９６８号公報参照）。
　しかしながら、これらの方法ではドナー元素またはその含有化合物が、拡散源である溶液、またはペースト中から飛散するため、上記混合ガスを用いる気相反応法と同様、拡散層形成時にリンが側面及び裏面にも拡散し、塗布した部分以外にもｎ型拡散層が形成される。
　このように、ｎ型拡散層形成の際、オキシ塩化リンを用いた気相反応では、本来ｎ型拡散層が必要となる片面（通常は受光面、または表面）のみならず、もう一方の面（非受光面、または裏面）や側面にもｎ型拡散層が形成されてしまう。また、リンを含有する化合物を含む溶液、またはペーストを塗布して熱拡散させる方法でも、気相反応法と同様、表面以外にもｎ型拡散層が形成されてしまう。そのため、素子としてｐｎ接合構造を有するためには、側面においてはエッチングを行い、裏面においてはｎ型拡散層をｐ型拡散層へ変換しなければならない。一般には、裏面に第１３族元素であるアルミニウムのペーストを塗布、焼成し、ｎ型拡散層をｐ型拡散層へ変換している。さらに、従来知られているリン等のドナー元素を含むペーストを拡散源として塗布する方法では、ドナー元素を有する化合物が揮散ガス化して、拡散が必要とされる領域以外にも拡散するため、選択的に特定の領域に拡散層を形成することが難しい。
　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、半導体基板を用いた太陽電池素子の製造に適用可能であり、不要な領域にｎ型拡散層を形成することなく、特定の領域にｎ型拡散層を形成することが可能なｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法の提供を課題とする。
　前記課題を解決する手段は以下の通りである。
　＜１＞　Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２及びＣａＯを含むガラス粉末と、分散媒と、を含有するｎ型拡散層形成組成物。
　＜２＞　前記ガラス粉末は、Ｐ２Ｏ５を２０モル％以上５０モル％以下含み、ＳｉＯ２を３０モル％以上７０モル％以下含み、ＣａＯを２モル％以上３０モル％以下含む、前記＜１＞に記載のｎ型拡散層形成組成物。
　＜３＞　前記ガラス粉末は、体積平均粒子径が１０μｍ以下である、前記＜１＞又は＜２＞に記載のｎ型拡散層形成組成物。
　＜４＞　前記ガラス粉末を全質量の１質量％以上３０質量％以下含む、前記＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物。
　＜５＞　粘度が１Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下である、前記＜１＞～＜４＞のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物。
　＜６＞　前記分散媒は、テルピネオール及びブチルカルビトールアセテートから選ばれる少なくとも１種を含む、前記＜１＞～＜５＞のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物。
　＜７＞　前記分散媒は、エチルセルロースを含む、前記＜１＞～＜６＞のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物。
　＜８＞　半導体基板上に、前記＜１＞～＜７＞のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物を付与する工程と、ｎ型拡散層形成組成物が付与された半導体基板に熱拡散処理を施して、ｎ型拡散層を形成する工程と、を有するｎ型拡散層の製造方法。
　＜９＞　前記熱拡散処理の処理温度が８００℃以上１０００℃以下である、前記＜８＞に記載のｎ型拡散層の製造方法。
　＜１０＞　前記熱拡散処理の前に、ｎ型拡散層形成組成物が付与された半導体基板を８０℃以上３００℃以下で熱処理して、該ｎ型拡散層形成組成物に含まれる分散媒の少なくとも一部を除去する工程を更に有する、前記＜８＞又は＜９＞に記載のｎ型拡散層の製造方法。
　＜１１＞　前記熱拡散処理の前に、ｎ型拡散層形成組成物が付与された半導体基板を３００℃を超え８００℃以下で熱処理して、該ｎ型拡散層形成組成物に含まれる分散媒の少なくとも一部を除去する工程を更に有する、前記＜８＞～＜１０＞のいずれか１項に記載のｎ型拡散層の製造方法。
　＜１２＞　前記熱拡散処理の後に、半導体基板上に形成されたｎ型拡散層の表面をフッ酸によりエッチング処理する工程を更に有する、前記＜８＞～＜１１＞のいずれか１項に記載のｎ型拡散層の製造方法。
　＜１３＞　半導体基板上に、前記＜１＞～＜７＞のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物を付与する工程と、ｎ型拡散層形成組成物が付与された半導体基板に熱拡散処理を施して、ｎ型拡散層を形成する工程と、形成されたｎ型拡散層上に電極を形成する工程と、を有する太陽電池素子の製造方法。
　＜１４＞　ｎ型拡散層の製造における、＜１＞～＜７＞のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物の使用。
　＜１５＞　半導体基板と、ｎ型拡散層と、電極と、を含む太陽電池素子の製造における、＜１＞～＜７＞のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物の使用。
　本発明によれば、半導体基板を用いた太陽電池素子の製造に適用可能であり、不要な領域にｎ型拡散層を形成することなく特定の領域部分にｎ型拡散層を形成可能なｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層の製造方法及び太陽電池素子の製造方法の提供が可能となる。
本発明の太陽電池素子の製造工程の一例を概念的に示す断面図である。 図２Ａは太陽電池素子を表面から見た平面図である。 図２Ｂは図２Ａの一部を拡大して示す斜視図である。
　まず、本発明のｎ型拡散層形成組成物について説明し、次にｎ型拡散層形成組成物を用いるｎ型拡散層及び太陽電池素子の製造方法について説明する。
　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。
　本発明のｎ型拡散層形成組成物は、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２及びＣａＯを少なくとも含むガラス粉末（以下、単に「ガラス粉末」と称する場合がある。）と、分散媒と、を含有し、更に組成物の付与適性（塗布性）などを考慮してその他の添加剤を必要に応じて含有してもよい。
　ここで、ｎ型拡散層形成組成物とは、ドナー元素を含むガラス粉末を含有し、半導体基板に付与した後にこのドナー元素を熱拡散することでｎ型拡散層を形成することが可能な材料をいう。ドナー元素をガラス粉末中に含むｎ型拡散層形成組成物を用いることで、所望の部位にｎ型拡散層が形成され、裏面や側面には不要なｎ型拡散層が形成されない。
　したがって、本発明のｎ型拡散層形成組成物を適用すれば、従来広く採用されている気相反応法では必須のサイドエッチング工程が不要となり、工程が簡易化される。また、裏面に形成されたｎ型拡散層をｐ＋型拡散層へ変換する工程も不要となる。そのため、裏面のｐ＋型拡散層の形成方法や、裏面電極の材質、形状及び厚さが制限されず、適用する製造方法や材質、形状の選択肢が広がる。また詳細は後述するが、裏面電極の厚さに起因した半導体基板内の内部応力の発生が抑えられ、半導体基板の反りも抑えられる。さらに、電極直下のドナー元素濃度を他の部分より高濃度にする選択エミッター構造を形成することも可能である。
　なお、本発明のｎ型拡散層形成組成物に含有されるガラス粉末は焼成により溶融し、ｎ型拡散層の上にガラス層を形成する。しかし従来の気相反応法やリン酸塩含有の溶液またはペーストを付与する方法においてもｎ型拡散層の上にガラス層が形成されており、よって本発明において生成したガラス層は、従来の方法と同様に、エッチングにより除去することができる。したがって本発明のｎ型拡散層形成組成物は、従来の方法と比べても不要な生成物を発生させず、工程を増やすこともない。
　また、ガラス粉末中のドナー元素は焼成中でも揮散しにくいため、揮散ガスの発生によって表面のみならず裏面や側面にまでｎ型拡散層が形成されるということが抑制される。この理由として、ドナー元素がガラス粉末中の他の元素と結合しているか、又はガラス中に取り込まれているため、揮散しにくいものと考えられる。
　このように、本発明のｎ型拡散層形成組成物は、所望の部位に所望の濃度のｎ型拡散層を形成することが可能であることから、ｎ型ドナー元素（ドーパント）の濃度の高い選択的な領域を形成することが可能となる。一方、ｎ型拡散層の一般的な方法である気相反応法や、リン酸塩含有溶液を用いる方法によってｎ型ドナー元素の濃度の高い選択的な領域を形成することは一般的には困難である。
　本発明に係るガラス粉末について、詳細に説明する。
　本発明に係るガラス粉末はドナー元素を含む。ドナー元素とは、半導体基板中に拡散（ドーピング）させることによってｎ型拡散層を形成することが可能な元素である。本発明では、ドナー元素としてＰ（リン）を用いる。ドナー元素をガラス粉末に導入するために用いるドナー元素含有物質としては、Ｐ２Ｏ５を使用する。
　また、ガラス粉末は、ガラス成分物質として、ＳｉＯ２及びＣａＯを少なくとも含む。
　本発明に係るガラス粉末は、ドナー元素含有物質であるＰ２Ｏ５と、ガラス成分物質であるＳｉＯ２及びＣａＯとを組み合せることで、吸湿性が低く、保存安定性に優れる。したがって、長期保存後においても、ガラス粉末中のドナー成分が焼成中に揮散しにくいため、揮散ガスの発生によって表面のみならず裏面や側面にまでｎ型拡散層が形成されるということが抑制される。
　ガラス粉末中のドナー元素含有物質及びガラス成分物質の含有比率は、溶融温度、軟化温度、ガラス転移温度、化学的耐久性、エッチング特性等を考慮して適宜設定することが望ましい。具体的には、ガラス粉末に含まれるＰ２Ｏ５のモル分率は、耐水性、溶融温度、拡散能力の観点から、２０モル％～５０モル％であることが好ましく、２５モル％～４５
モル％であることがより好ましい。ＳｉＯ２のモル分率は、耐水性、溶融温度、エッチング特性の観点から、３０モル％～７０モル％であることが好ましく、３５モル％～６５モル％であることがより好ましい。ＣａＯのモル分率は、耐水性、溶融温度、エッチング特性の観点から、２モル％～３０モル％であることが好ましく、５モル％～２５モル％であることが好ましい。
　さらに、前記ガラス粉末は、Ｐ２Ｏ５とＳｉＯ２及びＣａＯとでモル分率１００％としてもよいが、これらに加えて以下のガラス成分物質を含むことができる。追加可能なガラス成分物質としては、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＣｄＯ、Ｖ２Ｏ５、ＳｎＯ、ＺｒＯ２、ＭｏＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｅＯ２及びＬｕ２Ｏ３等を挙げることができる。ＳｉＯ２及びＣａＯ以外の他のガラス成分物質は、必要に応じてその成分比率を調整することによって、溶融温度、軟化温度、ガラス転移温度、化学的耐久性等を制御することが可能である。ガラス粉末がＳｉＯ２及びＣａＯ以外のガラス成分物質を含む場合、耐水性、溶融温度、エッチング特性、拡散能力の観点から、ＳｉＯ２及びＣａＯ以外のガラス成分物質のガラス粉末におけるモル分率は、０．０１モル％～１０モル％とすることができ、０．１モル％～５モル％とすることがより好ましい。
　ガラス粉末の軟化温度は、拡散処理時の拡散性、液だれの観点から、３００℃～１０００℃であることが好ましく、４００℃～９００℃であることがより好ましい。軟化温度が３００℃以上であれば、拡散処理時にガラスの粘度が低くなりすぎず、液だれの発生を抑制して、特定の部分以外にｎ型拡散層が形成されることを抑制しやすくなる傾向がある。また、１０００℃以下であれば、ガラス粉末が溶融しきれず、均一なｎ型拡散層が形成されないということを抑制しやすくなる傾向がある。
　ガラス粉末の軟化温度が３００℃～１０００℃の範囲内とすることによって、上述の通り、液だれの発生が抑制しやすくなるため、拡散処理後に、特定の領域へ所望の形状にｎ型拡散層を形成しやすくなる。例えばａμｍ幅の線状パターンでｎ型拡散層形成組成物を付与した場合には、拡散処理後の線幅ｂは、ｂ＜１．５ａμｍの範囲の線状パターンを保持できる。
　ガラス粉末の軟化温度は、（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）曲線等により求めることができる。
　ガラス粉末の形状としては、略球状、扁平状、ブロック状、板状及び鱗片状等が挙げられ、ｎ型拡散層形成組成物とした場合の基板への付与適性（塗布性）や均一拡散性の点から、略球状、扁平状又は板状であることが望ましい。
　ガラス粉末は、体積平均粒子径が１０μｍ以下であることが好ましい。１０μｍ以下の体積平均粒子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。さらに、ガラス粉末の体積平均粒子径は５μｍ以下であることがより好ましく、２μｍ以下が更に好ましく、１μｍ以下が特に好ましい。なお、ガラス粉末の体積平均粒子径の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く、０．０５μｍ以上であることがより好ましい。
　ここで、ガラス粉末の体積平均粒子径は、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。
　Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２及びＣａＯ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、金、イリジウム、アルミナ、ジルコニア、石英、炭素、炭化ホウ素、窒化ホウ素、窒化ケイ素等が挙げられる。るつぼの材質は、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、原料を、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。粉砕にはスタンプミル、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。
　ｎ型拡散層形成組成物中のガラス粉末の含有比率は、付与適性、ドナー元素の拡散性等を考慮し決定される。一般には、ｎ型拡散層形成組成物中のガラス粉末の含有比率は、１質量％～３０質量％の範囲が好ましく、５質量％～２５質量％の範囲がより好ましく、８質量％～２０質量％の範囲が更に好ましい。
　本発明におけるガラス粉末は、耐水性、溶融温度、エッチング特性、拡散能力の点で、モル分率２０モル％～５０モル％のＰ２Ｏ５と、モル分率３０％～７０％のＳｉＯ２と、モル分率５モル％～２５モル％のＣａＯとを含み、体積平均粒子径が０．０１μｍ～２μｍであることができ、あるいは、モル分率２０モル％～５０モル％のＰ２Ｏ５と、モル分率３５％～６５％のＳｉＯ２と、モル分率２モル％～３０モル％のＣａＯとを含み、体積平均粒子径が０．０１μｍ～２μｍであることができ、また、耐水性、溶融温度、エッチング特性、拡散能力の点で、モル分率２５モル％～４５モル％のＰ２Ｏ５と、モル分率３０％～７０％のＳｉＯ２と、モル分率２モル％～３０モル％のＣａＯとを含み、体積平均粒子径が０．０１μｍ～２μｍであることができる。
　本発明におけるガラス粉末は、耐水性、溶融温度、エッチング特性、拡散能力の点で、モル分率２５モル％～４５モル％のＰ２Ｏ５と、モル分率３５％～６５％のＳｉＯ２と、モル分率５モル％～２５モル％のＣａＯとを含み、体積平均粒子径が０．０１μｍ～２μｍであることがより好ましい。
　次に、分散媒について説明する。
　分散媒とは、組成物中において上記ガラス粉末を分散させる媒体である。具体的に分散媒としては、バインダー及び溶剤からなる群より選択された少なくとも１種が採用される。
　バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルアミド樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド樹脂、ポリスルホン酸、アクリルアミドアルキルスルホン酸、セルロースエーテル樹脂、セルロース誘導体、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、ゼラチン、澱粉及び澱粉誘導体、アルギン酸ナトリウム類及びアルギン酸ナトリウム誘導体、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（例えば、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、及びこれらの共重合体が挙げられる。また、他にも、シロキサン樹脂等を適宜選択しうる。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。バインダーとしては、中でも、粘度特性の点で、エチルセルロースが好適である。
　バインダー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望ましい。また、組成物中のバインダーの含有比率は、例えば下記の粘度を達成する量とすればよい。
　ｎ型拡散層形成組成物の粘度は、印刷時の付与特性を考慮して、１Ｐａ・ｓ～５００Ｐａ・ｓの範囲が好ましく、１０Ｐａ・ｓ～１００Ｐａ・ｓの範囲がより好ましい。
　粘度の測定は、東京計器製Ｅ型粘度計ＥＨＤ型を用いて、サンプル量０．４ｍｌ、回転数５ｒｐｍの条件で測定したものとする。
　溶剤としては、例えば、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－ｉ－プロピルケトン、メチル－ｎ－ブチルケトン、メチル－ｉ－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－ｉ－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－ｉ－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、テトラジ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、ジ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、ジ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溶剤；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ－プロピル、酢酸ｉ－プロピル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸ｉ－ブチル、酢酸ｓ－ブチル、酢酸ｎ－ペンチル、酢酸ｓ－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、酢酸ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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ｉ－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、Ｎ，Ｎ－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、ｉ－プロパノール、ｎ－ブタノール、ｉ－ブタノール、ｓ－ブタノール、ｔ－ブタノール、ｎ－ペンタノール、ｉ－ペンタノール、２－メチルブタノール、ｓ－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、ｓ－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、ｓ－オクタノール、ｎ－ノニルアルコール、ｎ－デカノール、ｓ－ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、ｓ－テトラデシルアルコール、ｓ－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等のアルコール溶剤；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溶剤；α－テルピネン、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溶剤；水等が挙げられる。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。
　ｎ型拡散層形成組成物においては、基板への付与適性の観点から、溶剤は、テルピネオール及びブチルカルビトールアセテート（酢酸ジエチレングリコールモノ－ｎ－ブチルエーテル）から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。ｎ型拡散層形成組成物中の分散媒の含有比率は、付与適性、ドナー濃度を考慮し決定される。
　次に、本発明のｎ型拡散層の製造方法及び太陽電池素子の製造方法について説明する。
　本発明のｎ型拡散層の製造方法は、半導体基板上に既述のｎ型拡散層形成組成物を付与する工程と、ｎ型拡散層形成組成物が付与された半導体基板に熱拡散処理を施してｎ型拡散層を形成する工程とを有する。
　本発明の太陽電池素子の製造方法は、半導体基板上に既述のｎ型拡散層形成組成物を付与する工程と、ｎ型拡散層形成組成物が付与された半導体基板に熱拡散処理を施してｎ型拡散層を形成する工程と、形成されたｎ型拡散層上に電極を形成する工程とを有する。
　以下、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の太陽電池素子の製造工程の一例を概念的に表す模式断面図である。また、図１中、１０はｐ型半導体基板、１２はｎ型拡散層、１４はｐ＋型拡散層、１６は反射防止膜、１８は表面電極、２０は裏面電極（電極層）をそれぞれ示す。以降の図面においては、共通する構成要素に同じ符号を付し、説明を省略する。なお、以下、ｐ型半導体基板としてシリコン基板を用いる例に着いて説明するが、本発明において半導体基板はシリコン基板に限定されない。
　図１（１）では、ｐ型半導体基板１０であるシリコン基板にアルカリ溶液を付与してダメージ層を除去し、テクスチャー構造をエッチングにて得る。
　詳細には、インゴットからスライスした際に発生するシリコン表面のダメージ層を２０質量％苛性ソーダで除去する。次いで１質量％苛性ソーダと１０質量％イソプロピルアルコールの混合液によりエッチングを行い、テクスチャー構造を形成する（図中ではテクスチャー構造の記載を省略する）。太陽電池素子は、受光面（表面）側にテクスチャー構造を形成することにより、光閉じ込め効果が促され、高効率化が図られる。
　図１（２）では、ｐ型半導体基板１０の表面すなわち受光面となる面に、上記ｎ型拡散層形成組成物を付与して、ｎ型拡散層形成組成物層１１を形成する。本発明では、付与方法には制限がなく、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、インクジェット法が挙げられ、印刷法、特に、スクリーン印刷法が好適である。
　上記ｎ型拡散層形成組成物の付与量としては特に制限はないが、例えば、ガラス粉末量として０．０１ｇ／ｍ２～１００ｇ／ｍ２とすることができ、０．１ｇ／ｍ２～１０ｇ／ｍ２であることが好ましい。
　ｎ型拡散層形成組成物の組成によっては、熱拡散処理の前に、組成物中に含まれる溶剤の少なくとも一部を除去するために、ｎ型拡散層形成組成物を付与した後の基板を熱処理する工程が必要な場合がある。この場合の熱処理には、８０℃以上３００℃以下の温度で、ホットプレートを使用する場合は１分間～１０分間、乾燥機などを用いる場合は１０分間～３０分間程度の条件を適用する。この熱処理条件は、ｎ型拡散層形成組成物の溶剤組成に依存しており、本発明では特に上記条件に限定されない。この熱処理工程により、基板上に付与されたｎ型拡散層形成組成物を乾燥させることができる。
　また、ｎ型拡散層形成組成物の組成によっては、熱拡散処理前に、当該組成物中に含まれる分散媒の少なくとも一部、特にはバインダー（樹脂成分）を揮発させて除去するために、ｎ型拡散層形成組成物を付与した後の基板を熱処理する工程が必要な場合がある。この場合の熱処理には、３００℃を超え８００℃以下の温度で、１分間～１０分間処理する条件を適用する。この熱処理には公知の連続炉、バッチ炉等が適用できる。
　上記熱処理を行なう場合は、ｎ型拡散層形成組成物の組成によっては、上記の８０℃以上３００℃以下の温度での熱処理と、３００℃を超え８００℃以下の温度での熱処理をどちらも行なってもよく（つまり、異なる温度条件で２回熱処理を行なう）、どちらか一方の温度での熱処理のみでもよい。
　本発明の製造方法を用いる場合には、裏面のｐ＋型拡散層（高濃度電界層）１４の製造方法はアルミニウムによるｎ型拡散層からｐ型拡散層への変換による方法に限定されることなく、従来公知のいずれの方法も採用でき、製造方法の選択肢が広がる。したがって、例えば、Ｂ（ボロン）等の第１３族の元素を含む組成物を付与し組成物層１３を形成し、ｐ＋型拡散層１４を形成することができる。
　前記Ｂ（ボロン）等の第１３族の元素を含む組成物としては、例えば、ドナー元素を含むガラス粉末の代わりにアクセプタ元素を含むガラス粉末を用いて、ｎ型拡散層形成組成物と同様にして構成されるｐ型拡散層形成組成物を挙げることができる。アクセプタ元素は第１３族の元素であればよく、例えば、Ｂ（ボロン）、Ａｌ（アルミニウム）及びＧａ（ガリウム）等を挙げることができる。またアクセプタ元素を含むガラス粉末はＢ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３及びＧａ２Ｏ３からなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
　さらにｐ型拡散層形成組成物をシリコン基板の裏面に付与する方法は、既述のｎ型拡散層形成組成物をシリコン基板上に付与する方法と同様である。
　裏面に付与されたｐ型拡散層形成組成物を、後述するｎ型拡散層形成組成物における熱拡散処理と同様に熱拡散処理することで、裏面にｐ＋型拡散層１４を形成することができる。尚、ｐ型拡散層形成組成物の熱拡散処理は、ｎ型拡散層形成組成物の熱拡散処理と同時に行なうことが好ましい。
　次いで、上記ｎ型拡散層形成組成物層１１を形成したｐ型半導体基板１０を、熱拡散処理する。処理温度は８００℃～１０００℃が好ましく、８５０℃～９８０℃がより好ましい。処理時間は５分間～６０分間が好ましい。この熱拡散処理により、図１（３）に示すように半導体基板中へドナー元素が拡散し、ｎ型拡散層１２が形成される。熱拡散処理には公知の連続炉、バッチ炉等が適用できる。また、熱拡散処理時の炉内雰囲気は、空気、酸素、窒素等に適宜調整することもできる。
　形成されたｎ型拡散層１２の表面には、リン酸ガラス等のガラス層（不図示）が形成される。このため、このリン酸ガラスをエッチングにより除去する。エッチングとしては、フッ酸等の酸に浸漬する方法、苛性ソーダ等のアルカリに浸漬する方法等、公知の方法のいずれもが適用でき、エッチング能力の点でフッ酸によるエッチング処理であることが好ましい。フッ酸の酸に浸漬するエッチング方法を用いる場合、浸漬時間には、とくに制限はなく、一般に、０．５分～３０分、好ましくは１分～１０分とすることができる。
　図１（２）及び（３）に示される本発明のｎ型拡散層の形成方法では、所望の部位にｎ型拡散層１２が形成され、裏面や側面には不要なｎ型拡散層が形成されない。
　したがって、従来広く採用されている気相反応法によりｎ型拡散層を形成する方法では、側面に形成された不要なｎ型拡散層を除去するためのサイドエッチング工程が必須であったが、本発明の製造方法によれば、サイドエッチング工程が不要となり、工程が簡易化される。このように、本発明の製造方法によって、短時間で、所望の部位に且つ所望の形状の、均一なｎ型拡散層が形成される。
　また、従来の製造方法では、裏面に形成された不要なｎ型拡散層をｐ型拡散層へ変換する必要があり、この変換方法としては、裏面のｎ型拡散層に、第１３族元素であるアルミニウムのペーストを塗布、焼成し、ｎ型拡散層にアルミニウムを拡散させてｐ型拡散層へ変換する方法が採用されている。この方法においてｐ型拡散層への変換を充分なものとし、更にｐ＋型拡散層の高濃度電界層を形成するためには、ある程度以上のアルミニウム量が必要であることから、アルミニウム層を厚く形成する必要があった。しかしながら、アルミニウムの熱膨張率は、基板として用いるシリコンの熱膨張率と大きく異なることから、焼成及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、シリコン基板の反りの原因となっていた。
　この内部応力は、結晶の結晶粒界に損傷を与え、電力損失が大きくなるという課題があった。また、反りは、モジュール工程における太陽電池素子の搬送や、タブ線（配線部材）と呼ばれる銅線との接続において、太陽電池素子を破損させ易くしていた。近年では、スライス加工技術の向上から、シリコン基板の厚みが薄型化されつつあり、更に太陽電池素子が割れ易い傾向にある。
　しかし本発明の製造方法によれば、裏面に不要なｎ型拡散層が形成されないことから、ｎ型拡散層からｐ型拡散層への変換を行う必要がなくなり、アルミニウム層を厚くする必然性がなくなる。その結果、シリコン基板内の内部応力の発生や反りを抑えることができる。結果として、電力損失の増大や、太陽電池素子の破損を抑えることが可能となる。
　また、本発明の製造方法を用いる場合には、裏面のｐ＋型拡散層（高濃度電界層）１４の製造方法はアルミニウムによるｎ型拡散層からｐ型拡散層への変換による方法に限定されることなく、いずれの方法も採用でき、製造方法の選択肢が広がる。
　例えば、ドナー元素を含むガラス粉末の代わりにアクセプタ元素を含むガラス粉末を用いて、ｎ型拡散層形成組成物と同様にして構成されるｐ型拡散層形成組成物を、シリコン基板の裏面（ｎ型拡散層形成組成物を付与した面とは反対側の面）に付与し、焼成処理することで、裏面にｐ＋型拡散層（高濃度電界層）１４を形成することが好ましい。
　また後述するように、裏面電極２０に用いる材料は第１３族のアルミニウムに限定されず、例えばＡｇ（銀）やＣｕ（銅）などを適用することができ、裏面電極２０の厚さも従来のものよりも薄く形成することが可能となる。
　図１（４）では、ｎ型拡散層１２の上に反射防止膜１６を形成する。反射防止膜１６は公知の技術を適用して形成される。例えば、反射防止膜１６がシリコン窒化膜の場合には、ＳｉＨ４とＮＨ３の混合ガスを原料とするプラズマＣＶＤ法により形成する。このとき、水素が結晶中に拡散し、シリコン原子の結合に寄与しない軌道、即ちダングリングボンドと水素が結合し、欠陥を不活性化（水素パッシベーション）する。
　より具体的には、上記混合ガス流量比ＮＨ３／ＳｉＨ４が０．０５～１．０、反応室の圧力が１３．３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）～２６６．６Ｐａ（２Ｔｏｒｒ）、成膜時の温度が３００℃～５５０℃、プラズマの放電のための周波数が１００ｋＨｚ以上の条件下で形成される。
　図１（５）では、表面（受光面）の反射防止膜１６上に、表面電極用金属ペーストをスクリーン印刷法で印刷塗布し、乾燥させ、表面電極用金属ペースト層１７を形成する。表面電極用金属ペーストは、（１）金属粒子と（２）ガラス粒子とを必須成分とし、必要に応じて（３）樹脂バインダー、（４）その他の添加剤を含む。
　次いで、上記裏面のｐ＋型拡散層１４上にも裏面電極用金属ペースト層１９を形成する。前述のように、本発明では裏面電極用金属ペースト層１９の材質や形成方法は特に限定されない。例えば、アルミニウム、銀、銅等の金属を含む裏面電極用ペーストを付与し、乾燥させて、裏面電極用金属ペースト層１９を形成してもよい。このとき、裏面にも、モジュール工程における太陽電池素子間の接続のために、一部に銀電極形成用銀ペーストを設けてもよい。
　図１（６）では、電極用金属ペースト層１７を焼成して、太陽電池素子を完成させる。６００℃～９００℃の範囲で数秒～数分間焼成すると、表面側では電極用金属ペーストに含まれるガラス粒子によって絶縁膜である反射防止膜１６が溶融し、更にｐ型半導体基板１０表面も一部溶融して、ペースト中の金属粒子（例えば銀粒子）がｐ型半導体基板１０と接触部を形成し凝固する。これにより、形成した表面電極１８とｐ型半導体基板１０とが導通される。これはファイアースルーと称されている。また、裏面側でも同様に、裏面電極用金属ペースト層１９の裏面電極用金属ペーストが焼成されて、裏面電極２０が形成される。
　表面電極１８の形状について図２を参照して説明する。なお、図２において、３０はバスバー電極、３２はフィンガー電極を示す。表面電極１８は、バスバー電極３０、及び該バスバー電極３０と交差しているフィンガー電極３２で構成される。図２Ａは、表面電極１８を、バスバー電極３０、及び該バスバー電極３０と交差しているフィンガー電極３２からなる構成とした太陽電池素子を表面から見た平面図であり、図２Ｂは、図２Ａの一部を拡大して示す斜視図である。
　このような表面電極１８は、例えば、上述の金属ペーストのスクリーン印刷、又は電極材料のメッキ、高真空中における電子ビーム加熱による電極材料の蒸着等の手段により形成することができる。バスバー電極３０とフィンガー電極３２とからなる表面電極１８は受光面側の電極として一般的に用いられていて周知であり、受光面側のバスバー電極及びフィンガー電極の公知の形成手段を適用することができる。
　上記では、表面にｎ型拡散層、裏面にｐ＋型拡散層を形成し、更にそれぞれの層の上に表面電極及び裏面電極を設けた太陽電池素子について説明したが、本発明のｎ型拡散層形成組成物を用いればバックコンタクト型の太陽電池素子を作製することも可能である。
　バックコンタクト型の太陽電池素子は、電極を全て裏面に設けて受光面の面積を大きくするものである。つまりバックコンタクト型の太陽電池素子では、裏面にｎ型拡散部位及びｐ＋型拡散部位の両方を形成しｐｎ接合構造とする必要がある。本発明のｎ型拡散層形成組成物は、特定の部位にｎ型拡散部位を形成することが可能であり、よってバックコンタクト型の太陽電池素子の製造に好適に適用することができる。
　本発明には、ｎ型拡散層の製造における前記ｎ型拡散層形成組成物の使用、並びに、前記半導体基板とｎ型拡散層と電極とを含む太陽電池素子の製造における前記ｎ型拡散層形成組成物の使用も、それぞれ包含される。上述したように、本発明にかかるｎ型拡散層形成組成物を用いることにより、不要なｎ型拡散層を形成させることなく、短時間で、特定の領域に所望の形状で、均一なｎ型拡散層を得ることができ、また、このようなｎ型拡散層を有する太陽電池素子を、不要なｎ型拡散層を形成させることなく得ることができる。
　以下、本発明の実施例をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限するものではない。なお、特に記述が無い限り、薬品は全て試薬を使用した。また「％」は断りがない限り「質量％」を意味する。
［実施例１］
　粒子形状がブロック状で、体積平均粒子径が０．８９μｍのＰ２Ｏ５－ＳｉＯ２－ＣａＯ系ガラス（Ｐ２Ｏ５：３０モル％、ＳｉＯ２：６０モル％、ＣａＯ：１０モル％）粉末１０ｇと、エチルセルロース５ｇと、テルピネオール８５ｇとを、自動乳鉢混練装置を用いて混合してペースト化し、ｎ型拡散層形成組成物を調製した。得られたｎ型拡散層形成組成物の粘度は、６１Ｐａ・ｓであった。
　なお、ガラスの粒子形状は、（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。
　ｎ型拡散層形成組成物の粘度は、東京計器製Ｅ型粘度計ＥＨＤ型を用いて、
サンプル量０．４ｍｌ、回転数ｒｐｍの条件で測定したものとする。
　また、ガラスの軟化温度を（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）曲線により求めたところ、８００℃付近と推定できた。
　次に、調製したペーストをスクリーン印刷によってｐ型シリコン基板表面に塗布し、１５０℃のホットプレート上で５分間乾燥させ、層を形成した。続いて、５００℃に設定した電気炉で５分間熱処理し、次に９５０℃に設定した拡散用の別の電気炉で１０分間熱拡散処理を行った。その後、ガラス層を除去するため基板をフッ酸に５分間浸漬し、流水洗浄および乾燥を行った。
　ｎ型拡散層形成組成物を塗布した側の表面のシート抵抗は４５Ω／□であり、Ｐ（リン）が拡散しｎ型拡散層が形成されていた。裏面のシート抵抗は測定上限以上で測定不能であり、ｎ型拡散層は形成されていなかった。
　なお、シート抵抗は、三菱化学（株）製Ｌｏｒｅｓｔａ－ＥＰ　ＭＣＰ－Ｔ３６０型低抵抗率計を用いて四探針法により２５℃で測定した。
［実施例２］
　粒子形状がブロック状で、体積平均粒子径が０．９５μｍのＰ２Ｏ５－ＳｉＯ２－ＣａＯ系ガラス（Ｐ２Ｏ５：３０モル％、ＳｉＯ２：５０モル％、ＣａＯ：２０モル％）粉末１０ｇと、エチルセルロース５ｇと、ブチルカルビトールアセテート８５ｇとを、自動乳鉢混練装置を用いて混合してペースト化し、ｎ型拡散層形成組成物を調製した。得られたｎ型拡散層形成組成物の粘度は、６７Ｐａ・ｓであった。
　次に、調製したペーストをスクリーン印刷によってｐ型シリコン基板表面に塗布し、１５０℃のホットプレート上で５分間乾燥させ、層を形成した。続いて、５００℃に設定した電気炉で５分間熱処理し、次に９５０℃に設定した拡散用の別の電気炉で１０分間熱拡散処理を行った。その後、ガラス層を除去するため基板をフッ酸に５分間浸漬し、流水洗浄および乾燥を行った。
　ｎ型拡散層形成組成物を塗布した側の表面のシート抵抗は３８Ω／□であり、Ｐ（リン）が拡散しｎ型拡散層が形成されていた。裏面のシート抵抗は測定上限以上で測定不能であり、ｎ型拡散層は形成されていなかった。
［実施例３］
　粒子形状が略球状で、体積平均粒子径が１．０２μｍのＰ２Ｏ５－ＳｉＯ２－ＣａＯ系ガラス（Ｐ２Ｏ５：４０モル％、ＳｉＯ２：４０モル％、ＣａＯ：２０モル％）粉末１０ｇと、エチルセルロース５ｇと、ブチルカルビトールアセテート８５ｇとを、自動乳鉢混練装置を用いて混合してペースト化し、ｎ型拡散層形成組成物を調製した。得られたｎ型拡散層形成組成物の粘度は、６５Ｐａ・ｓであった。
　次に、調製したペーストをスクリーン印刷によってｐ型シリコン基板表面に塗布し、１５０℃のホットプレート上で５分間乾燥させ、層を形成した。続いて、５００℃に設定した電気炉で５分間熱処理し、次に９５０℃に設定した拡散用の別の電気炉で１０分間熱拡散処理を行った。その後、ガラス層を除去するため基板をフッ酸に５分間浸漬し、流水洗浄および乾燥を行った。
　ｎ型拡散層形成組成物を塗布した側の表面のシート抵抗は３５Ω／□であり、Ｐ（リン）が拡散しｎ型拡散層が形成されていた。裏面のシート抵抗は測定上限以上で測定不能であり、ｎ型拡散層は形成されていなかった。
［比較例１］
　リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）粉末１０ｇと、エチルセルロース５ｇと、テルピネオール８５ｇとを、自動乳鉢混練装置を用いて混合してペースト化し、ｎ型拡散層組成物を調製した。
　次に、調製したペーストをスクリーン印刷によってｐ型シリコン基板表面に塗布し、１５０℃のホットプレート上で５分間乾燥させ、層を形成した。続いて、５００℃に設定した電気炉で５分間熱処理し、次に９５０℃に設定した拡散用の別の電気炉で１０分間熱拡散処理を行った。その後、ガラス層を除去するため基板をフッ酸に５分間浸漬し、流水洗浄および乾燥を行った。
　ｎ型拡散層形成組成物を塗布した側の表面のシート抵抗は５１Ω／□であり、Ｐ（リン）が拡散しｎ型拡散層が形成されていた。しかしながら、裏面のシート抵抗は６０Ω／□であり、裏面にもｎ型拡散層が形成されていた。
［比較例２］
　リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）粉末１ｇと、純水７ｇと、ポリビニルアルコール０．７ｇと、イソプロピルアルコール１．５ｇとを、自動乳鉢混練装置を用いて混合して溶液を調製し、ｎ型拡散層組成物を調製した。
　次に、調製した溶液をスピンコータ（２０００ｒｐｍ、３０ｓｅｃ）によってｐ型シリコン基板表面に塗布し、１５０℃のホットプレート上で５分間乾燥させ、層を形成した。続いて、５００℃に設定した電気炉で５分間熱処理し、次に、９５０℃に設定した拡散用の別の電気炉で１０分間熱拡散処理を行った。その後、ガラス層を除去するため基板をフッ酸に５分間浸漬し、流水洗浄および乾燥を行った。
　ｎ型拡散層形成組成物を塗布した側の表面のシート抵抗は４３Ω／□であり、Ｐ（リン）が拡散しｎ型拡散層が形成されていた。しかしながら、裏面のシート抵抗は５５Ω／□であり、裏面にもｎ型拡散層が形成されていた。
　２０１１年７月１９日に出願された日本特許出願２０１１－１５８４８９号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。

Claims (13)

  1. 　Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２及びＣａＯを含むガラス粉末と、分散媒と、を含有するｎ型拡散層形成組成物。
  2. 　前記ガラス粉末は、Ｐ２Ｏ５を２０モル％以上５０モル％以下含み、ＳｉＯ２を３０モル％以上７０モル％以下含み、ＣａＯを２モル％以上３０モル％以下含む、請求項１に記載のｎ型拡散層形成組成物。
  3. 　前記ガラス粉末は、体積平均粒子径が１０μｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載のｎ型拡散層形成組成物。
  4. 　前記ガラス粉末を全質量の１質量％以上３０質量％以下含む、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物。
  5. 　粘度が１Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下である、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物。
  6. 　前記分散媒が、テルピネオール及びブチルカルビトールアセテートから選ばれる少なくとも１種を含む、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物。
  7. 　前記分散媒が、エチルセルロースを含む、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物。
  8. 　半導体基板上に、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物を付与する工程と、
    　ｎ型拡散層形成組成物が付与された半導体基板に熱拡散処理を施して、ｎ型拡散層を形成する工程と、
    　を有するｎ型拡散層の製造方法。
  9. 　前記熱拡散処理の温度が８００℃～１０００℃である、請求項８に記載のｎ型拡散層の製造方法。
  10. 　前記熱拡散処理の前に、ｎ型拡散層形成組成物が付与された半導体基板を８０℃以上３００℃以下で熱処理して、該ｎ型拡散層形成組成物に含まれる分散媒の少なくとも一部を除去する工程を更に有する、請求項８又は請求項９に記載のｎ型拡散層の製造方法。
  11. 　前記熱拡散処理の前に、ｎ型拡散層形成組成物が付与された半導体基板を、３００℃を超え８００℃以下で熱処理して、該ｎ型拡散層形成組成物に含まれる分散媒の少なくとも一部を除去する工程を更に有する、請求項８～請求項１０のいずれか１項に記載のｎ型拡散層の製造方法。
  12. 　前記熱拡散処理の後に、半導体基板上に形成されたｎ型拡散層の表面をフッ酸によりエッチング処理する工程を更に有する、請求項８～請求項１１のいずれか１項に記載のｎ型拡散層の製造方法。
  13. 　半導体基板上に、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載のｎ型拡散層形成組成物を付与する工程と、
    　ｎ型拡散層形成組成物が付与された半導体基板に熱拡散処理を施して、ｎ型拡散層を形成する工程と、
    　形成されたｎ型拡散層上に電極を形成する工程と、
    を有する太陽電池素子の製造方法。
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EP12814632.1A EP2743967A4 (en) 2011-07-19 2012-07-17 COMPOSITION FORMING AN N-TYPE DIFFUSION LAYER, METHOD FOR MANUFACTURING AN N-TYPE DIFFUSION LAYER, AND METHOD FOR MANUFACTURING A PHOTOVOLTAIC CELL ELEMENT

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014179360A (ja) * 2013-03-13 2014-09-25 Hitachi Chemical Co Ltd ｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層を有する半導体基板の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法
JP2017045930A (ja) * 2015-08-28 2017-03-02 日立化成株式会社 ｎ型拡散層形成用組成物、ｎ型拡散層を有する半導体基板の製造方法、及び太陽電池セルの製造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105489662A (zh) * 2011-07-19 2016-04-13 日立化成株式会社 n型扩散层形成用组合物、n型扩散层的制造方法以及太阳能电池元件的制造方法
DE102013113108A1 (de) * 2013-11-27 2015-05-28 Hanwha Q Cells Gmbh Solarzellenherstellungsverfahren
DE102013113123B4 (de) * 2013-11-27 2021-11-18 Hanwha Q Cells Gmbh Solarzellenherstellungsverfahren

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000054341A1 (de) * 1999-03-11 2000-09-14 Merck Patent Gmbh Dotierpasten zur erzeugung von p, p+ und n, n+ bereichen in halbleitern
JP2002075894A (ja) 2000-09-01 2002-03-15 Sanken Electric Co Ltd 液状不純物源材料及びこれを使用した半導体装置の製造方法
JP4073968B2 (ja) 1997-05-30 2008-04-09 アンテルユニヴェルシテール・ミクロ−エレクトロニカ・サントリュム・ヴェー・ゼッド・ドゥブルヴェ 太陽電池及びその製造方法
WO2009116569A1 (ja) * 2008-03-21 2009-09-24 信越化学工業株式会社 拡散用リンペースト及びそれを利用した太陽電池の製造方法
WO2010022030A2 (en) * 2008-08-20 2010-02-25 Honeywell International Inc. Phosphorous-comprising dopants and methods for forming phosphorous-doped regions in semiconductor substrates using phosphorous-comprising dopants
WO2011024408A1 (ja) * 2009-08-27 2011-03-03 東京応化工業株式会社 拡散剤組成物、不純物拡散層の形成方法、および太陽電池
WO2011090216A1 (ja) * 2010-01-25 2011-07-28 日立化成工業株式会社 ｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層の製造方法、及び太陽電池セルの製造方法
WO2012067119A1 (ja) * 2010-11-17 2012-05-24 日立化成工業株式会社 太陽電池の製造方法
WO2012067117A1 (ja) * 2010-11-17 2012-05-24 日立化成工業株式会社 太陽電池の製造方法

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL99619C (ja) * 1955-06-28
US6225392B1 (en) * 1996-05-15 2001-05-01 Asahi Glass Company Ltd. Conductive paste
US6849334B2 (en) * 2001-08-17 2005-02-01 Neophotonics Corporation Optical materials and optical devices
US6171987B1 (en) * 1997-12-29 2001-01-09 Ben-Gurion University Of The Negev Cadmium-free and lead-free glass compositions, thick film formulations containing them and uses thereof
US6611372B1 (en) * 2000-06-09 2003-08-26 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Erbium and ytterbium co-doped phosphate glass optical fiber amplifiers using short active fiber length
DE10141117A1 (de) * 2001-08-22 2003-03-13 Schott Glas Antimikrobielles Silicatglas und dessen Verwendung
DE60318517T2 (de) * 2002-04-24 2009-07-23 Central Glass Co., Ltd., Ube Bleifreies niedrigschmelzendes Glas
US7176152B2 (en) * 2004-06-09 2007-02-13 Ferro Corporation Lead-free and cadmium-free conductive copper thick film pastes
US7339780B2 (en) * 2004-06-09 2008-03-04 Ferro Corporation Copper termination inks containing lead free and cadmium free glasses for capacitors
US20060102228A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Ferro Corporation Method of making solar cell contacts
WO2006080557A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-03 Kabushiki Kaisha Ohara Glass-ceramics and method for manufacturing the same
JP2006294579A (ja) * 2005-03-17 2006-10-26 Fujitsu Ltd 突起体の製造方法
US7326367B2 (en) * 2005-04-25 2008-02-05 E.I. Du Pont De Nemours And Company Thick film conductor paste compositions for LTCC tape in microwave applications
JP4481869B2 (ja) * 2005-04-26 2010-06-16 信越半導体株式会社 太陽電池の製造方法及び太陽電池並びに半導体装置の製造方法
US7771623B2 (en) * 2005-06-07 2010-08-10 E.I. du Pont de Nemours and Company Dupont (UK) Limited Aluminum thick film composition(s), electrode(s), semiconductor device(s) and methods of making thereof
US7718092B2 (en) * 2005-10-11 2010-05-18 E.I. Du Pont De Nemours And Company Aluminum thick film composition(s), electrode(s), semiconductor device(s) and methods of making thereof
FR2906405B1 (fr) * 2006-09-22 2008-12-19 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation de regions dopees dans un substrat et de cellule photovoltaique
JP5166745B2 (ja) * 2007-03-07 2013-03-21 信越化学工業株式会社 単結晶シリコン太陽電池の製造方法
CN102270669A (zh) * 2007-05-09 2011-12-07 日立化成工业株式会社 导电体连接用部件、连接结构和太阳能电池组件
EP2146404A1 (en) * 2007-05-09 2010-01-20 Hitachi Chemical Company, Ltd. Method for connecting conductor, member for connecting conductor, connecting structure and solar cell module
US8309844B2 (en) * 2007-08-29 2012-11-13 Ferro Corporation Thick film pastes for fire through applications in solar cells
KR101543046B1 (ko) * 2007-08-31 2015-08-07 헤레우스 프레셔스 메탈즈 노스 아메리카 콘쇼호켄 엘엘씨 태양 전지용 층상 컨택 구조
JP5236914B2 (ja) * 2007-09-19 2013-07-17 シャープ株式会社 太陽電池の製造方法
US20090092745A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Luca Pavani Dopant material for manufacturing solar cells
NL2000999C2 (nl) * 2007-11-13 2009-05-14 Stichting Energie Werkwijze voor het fabriceren van kristallijn silicium zonnecellen met gebruikmaking van co-diffusie van boor en fosfor.
KR20090080756A (ko) * 2008-01-22 2009-07-27 삼성에스디아이 주식회사 감광성 페이스트 조성물, 이를 이용하여 제조된 플라즈마디스플레이 패널의 격벽 및 이를 포함하는 플라즈마디스플레이 패널
JP5522900B2 (ja) * 2008-02-22 2014-06-18 東京応化工業株式会社 電極形成用導電性組成物及び太陽電池の形成方法
US8158504B2 (en) * 2008-05-30 2012-04-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Conductive compositions and processes for use in the manufacture of semiconductor devices—organic medium components
TW201007773A (en) * 2008-06-06 2010-02-16 Du Pont Glass compositions used in conductors for photovoltaic cells
EP2637215B1 (en) * 2008-08-07 2019-02-27 Kyoto Elex Co., Ltd. Conductive paste for formation of a solar cell element electrode, solar cell element, and manufacturing method for said solar cell element
JP2012523668A (ja) * 2009-04-09 2012-10-04 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 光起電力セル用の導体中に使用されるガラス組成物
JP5649290B2 (ja) * 2009-07-30 2015-01-07 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 太陽電池電極用無鉛導電性組成物
US20110315210A1 (en) * 2009-12-18 2011-12-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Glass compositions used in conductors for photovoltaic cells
US20110195541A1 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 Hitachi Chemical Company, Ltd. Composition for forming n-type diffusion layer, method for forming n-type diffusion layer, and method for producing photovoltaic cell
JP5746325B2 (ja) * 2010-05-04 2015-07-08 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーＥ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 鉛−テルル−ホウ素−酸化物を含有する厚膜ペーストと半導体デバイスの製造においてのそれらの使用
US20120122265A1 (en) * 2010-11-17 2012-05-17 Hitachi Chemical Company, Ltd. Method for producing photovoltaic cell
US8404599B2 (en) * 2010-11-17 2013-03-26 Hitachi Chemical Company, Ltd. Method for producing photovoltaic cell
US20120325307A1 (en) * 2010-12-16 2012-12-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Low bow aluminum paste with an alkaline earth metal salt additive for solar cells
US20140193647A1 (en) * 2011-03-24 2014-07-10 Bengurion University Of The Negev Research And Development Authority Coatings for solar applications
CN105489662A (zh) * 2011-07-19 2016-04-13 日立化成株式会社 n型扩散层形成用组合物、n型扩散层的制造方法以及太阳能电池元件的制造方法
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
JP5856178B2 (ja) * 2011-09-29 2016-02-09 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 太陽電池用無鉛導電性ペースト組成物
WO2013125253A1 (ja) * 2012-02-23 2013-08-29 日立化成株式会社 ｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層を有する半導体基板の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法
WO2013188485A1 (en) * 2012-06-12 2013-12-19 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc Electroconductive paste with adhesion enhancer
KR101999795B1 (ko) * 2012-06-27 2019-07-12 삼성전자주식회사 도전성 페이스트, 상기 도전성 페이스트를 사용하여 형성된 전극을 포함하는 전자 소자 및 태양 전지

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4073968B2 (ja) 1997-05-30 2008-04-09 アンテルユニヴェルシテール・ミクロ−エレクトロニカ・サントリュム・ヴェー・ゼッド・ドゥブルヴェ 太陽電池及びその製造方法
WO2000054341A1 (de) * 1999-03-11 2000-09-14 Merck Patent Gmbh Dotierpasten zur erzeugung von p, p+ und n, n+ bereichen in halbleitern
JP2002075894A (ja) 2000-09-01 2002-03-15 Sanken Electric Co Ltd 液状不純物源材料及びこれを使用した半導体装置の製造方法
WO2009116569A1 (ja) * 2008-03-21 2009-09-24 信越化学工業株式会社 拡散用リンペースト及びそれを利用した太陽電池の製造方法
WO2010022030A2 (en) * 2008-08-20 2010-02-25 Honeywell International Inc. Phosphorous-comprising dopants and methods for forming phosphorous-doped regions in semiconductor substrates using phosphorous-comprising dopants
WO2011024408A1 (ja) * 2009-08-27 2011-03-03 東京応化工業株式会社 拡散剤組成物、不純物拡散層の形成方法、および太陽電池
WO2011090216A1 (ja) * 2010-01-25 2011-07-28 日立化成工業株式会社 ｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層の製造方法、及び太陽電池セルの製造方法
WO2012067119A1 (ja) * 2010-11-17 2012-05-24 日立化成工業株式会社 太陽電池の製造方法
WO2012067117A1 (ja) * 2010-11-17 2012-05-24 日立化成工業株式会社 太陽電池の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2743967A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014179360A (ja) * 2013-03-13 2014-09-25 Hitachi Chemical Co Ltd ｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層を有する半導体基板の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法
JP2017045930A (ja) * 2015-08-28 2017-03-02 日立化成株式会社 ｎ型拡散層形成用組成物、ｎ型拡散層を有する半導体基板の製造方法、及び太陽電池セルの製造方法

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