p型扩散层形成用组合物、p型扩散层的制造方法和太阳能电池元件的制造方法
【专利说明】
[0001]本申请是分案申请，其母案申请的申请号:201180064911.5，申请日:2011.7.14
技术领域
[0002]本发明涉及P型扩散层形成用组合物、P型扩散层的制造方法和太阳能电池元件的制造方法。
【背景技术】
[0003]对现有的硅太阳能电池元件的制造工序进行说明。
[0004]首先，为了促进光封闭效果，实现高效率化，准备形成了纹理结构的P型硅基板，接着在三氯氧磷(P0C13)、氮、氧的混合气体气氛中在800°C?900°C下进行数十分钟的处理，均匀地形成η型扩散层。对于该以往的方法，由于使用混合气体进行磷的扩散，因此不仅在表面，而且在侧面、背面也形成η型扩散层。因此，进行用于将侧面的η型扩散层除去的侧蚀刻。此外，背面的η型扩散层必须转换为P+型扩散层，在背面印刷铝糊剂，将其烧成，使η型扩散层成为P+型扩散层的同时获得了欧姆接触。
[0005]但是，由铝糊剂形成的铝层的电导率低，使薄膜电阻降低，因此通常在背面整面形成的铝层在烧成后必须具有10 μ m?20 μ m左右的厚度。此外，由于硅与铝的热膨胀率大幅不同，因此在烧成和冷却的过程中，使硅基板中产生大的内部应力，成为结晶粒界的损伤、结晶缺陷增长和翘曲的原因。
[0006]为了解决该问题，有减少铝糊剂的涂布量，使背面电极层变薄的方法。但是，如果减少铝糊剂的涂布量，从P型硅半导体基板的表面向内部扩散的铝的量变得不足。其结果，不能实现所需的BSF (Back Surface Field)效应(由于p+型扩散层的存在，生成载流子的收集效率提高的效果)，因此产生太阳能电池的特性下降的问题。
[0007]与上述关联，例如日本特开2002-539615号公报中，提出了使用硼酸、氧化硼等硼化合物作为扩散源的方法。
[0008]此外，日本专利第4347254号说明书中提出了使用氮化硼烧结体作为公报硼扩散材料的方法。此外，在 T.Joge 等.Jpn.J.Appl.Phys.Vol.42 (2003) p5397_5404 中提出了使用氮化硼粉末作为硼扩散材料的方法。
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]但是，如果如日本特开2002-539615号公报中记载的方法那样，将硼酸或B2O3用于形成P+型扩散层用的掺杂剂源进行扩散工序，则有时扩散能力不足，无法获得充分的BSF效应。此外，有时硼酸等与硅基板反应，析出结晶性成分，其成为阻抗成分。此外，包含硼酸、B2O3的扩散层形成用溶液有时在保存稳定性上具有问题。
[0011]此外，日本专利第4347254号说明书中记载的方法中，必须在1000°C以上的高温下使硼扩散，因此有时在硅基板产生损伤，电池效率降低。此外，由于在过剩地含有氧的气氛中扩散，因此硅基板被氧化，在硅基板表面形成氧化硅Si02。由于该氧化硅具有从硅基板夺取硼的性质，因此存在硅基板表面的硼浓度降低的问题。此外，在Jpn.J.Appl.Phys.Vol.42(2003)p5397-5404中，对于使用氮化硼粉末的方法只不过在形式上进行了记载，使用的氮化硼的粒径、有无分散介质的存在等详细的条件都没有记载，实质上等于没有公开。
[0012]本发明鉴于以上的以往的问题而完成，课题在于提供能够抑制热处理时的硅基板的翘曲的发生，同时抑制P型扩散层形成用组合物与基板在高温下的反应，形成低电阻的P型扩散层的P型扩散层形成用组合物、P型扩散层的制造方法和太阳能电池元件的制造方法。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本发明包含以下的方案。
[0015]< I > P型扩散层形成用组合物，其含有从氮化硼和碳化硼中选择的至少I种硼化合物和分散介质。
[0016]< 2 >上述< I >所述的P型扩散层形成用组合物，其中，以粒子形状含有上述硼化合物，该粒子的体积平均次级粒子粒径(50% D)为1nm?15 μ m，平均初级粒子粒径为1nm ?12 μ m0
[0017]< 3 >上述< I >或< 2 >所述的P型扩散层形成用组合物，其中，以粒子形状含有上述硼化合物，该粒子的平均初级粒子粒径为1nm?5 μ m。
[0018]< 4 >上述< I >?< 3 >的任一项所述的P型扩散层形成用组合物，其中，上述分散介质含有有机粘结剂。
[0019]< 5 >上述< I >?< 4 >的任一项所述的P型扩散层形成用组合物，其中，上述硼化合物为湿式粉碎的产物。
[0020]< 6 >上述< 5 >所述的P型扩散层形成用组合物，其中，上述湿式粉碎使用珠磨机进行。
[0021]< 7 > P型扩散层的制造方法，其具有:在半导体基板上赋予上述< I >?< 6 >的任一项所述的P型扩散层形成用组合物的工序；和实施热扩散处理的工序。
[0022]< 8 >太阳能电池元件的制造方法，其具有:在半导体基板上赋予上述< I >?< 6 >的任一项所述的P型扩散层形成用组合物的工序；实施热扩散处理，形成P型扩散层的工序；和在形成的P型扩散层上形成电极的工序。
[0023]<9 >太阳能电池，其具备:采用上述<8 >所述的太阳能电池元件的制造方法得至IJ的太阳能电池元件；和在上述太阳能电池元件的电极上配置的极耳线。
[0024]发明的效果
[0025]根据本发明，可以提供能够抑制热扩散时的硅基板的翘曲的发生，同时抑制P型扩散层形成用组合物与基板在高温下的反应，形成低电阻的P型扩散层的P型扩散层形成用组合物、P型扩散层的制造方法和太阳能电池元件的制造方法。
【附图说明】
[0026]图1为概念上表示本发明涉及的P型扩散层的制造工序的一例的剖面图。
[0027]图2为概念上表示本发明涉及的太阳能电池元件的制造工序的一例的剖面图。
【具体实施方式】
[0028]本说明书中“工序”的术语，不仅是独立的工序，即使在与其他的工序不能明确地区别的情况下，只要实现该工序的所期的作用，也包含在本用语中。
[0029]此外，本说明书中，使用“?”表示的数值范围表示分别包含“?”的前后记载的数值作为最小值和最大值的范围。
[0030]此外，本说明书中，提到关于组合物中的各成分的量的内容时，在组合物中存在多种与各成分相当的物质的情况下，只要没有特别说明，意味着组合物中存在的该多种物质的合计量。
[0031]< P型扩散层形成用组合物>
[0032]本发明的P型扩散层形成用组合物含有从氮化硼和碳化硼中选择的至少I种的硼化合物、和分散介质，而且考虑涂布性等，根据需要含有其他的添加剂而构成。
[0033]如果使用硼酸或B2O3作为硼化合物，则有可能这些与基板的硅反应，形成结晶性的电阻成分。此外，如果使用这些硼化合物，则由于与分散介质反应、吸湿等原因，有可能P型扩散层形成用组合物的保存稳定性下降。但是，通过使用从氮化硼和碳化硼中选择的至少I种的硼化合物，抑制与基板的反应，能够形成低电阻的P型扩散层。此外，抑制硼化合物的吸湿性、与分散介质的反应性，P型扩散层形成用组合物的保存稳定性提高。
[0034]本文中，所谓P型扩散层形成用组合物，是指通过含有硼化合物，涂布于硅基板后使硼化合物中所含的硼向硅基板中热扩散，从而能够形成P型扩散层的材料。
[0035]通过使用包含从氮化硼和碳化硼中选择的至少I种的硼化合物的P型扩散层形成用组合物，能够使P型扩散层形成工序和欧姆接触形成工序分离，用于形成欧姆接触的电极材料的选择范围扩大，同时电极的结构的选择范围也扩大。如果将例如银等低电阻材料用于电极，则能够以薄的膜厚实现低电阻。此外，电极也没有必要整面地形成，可如梳型等的形状那样部分地形成。通过如上所述形成薄膜或梳型形状等部分的形状，也既能够形成P型扩散层，又能抑制硅基板中的内部应力、基板的翘曲的发生。
[0036]因此，如果应用本发明的P型扩散层形成用组合物，在以往已广泛采用的方法即印刷铝糊剂，将其烧成，使η型扩散层成为p+型扩散层的同时获得欧姆接触的方法中产生的硅基板中的内部应力和基板的翘曲的发生得到抑制。
[0037]此外，即使如两面受光型、背接触型的太阳能电池那样，不能在硅基板的整面涂布铝糊剂的情况下，本发明的P型扩散层形成用组合物也能够适用于P+型扩散层的形成，能够形成具有所需的形状的P+型扩散层。
[0038](A)硼化合物
[0039]对本发明涉及的硼化合物详细说明。
[0040]硼化合物包含从氮化硼和碳化硼中选择的至少I种的硼化合物(以