JP2006351995A - 光電変換素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
塗布液を基板面内に均一塗布することができ、高い歩留まりで従来と同等以上の光電変換効率の光電変換素子を作製することができる光電変換素子の製造方法を提供する。
【解決手段】
第一導電型の基板の表面と塗布液との濡れ性が向上するように基板表面処理する工程と、前記基板表面処理を施した前記基板の表面に加圧式エアレススプレー方式を用いて前記塗付液を塗付する塗付工程とを有する光電変換素子の製造方法である。
【選択図】 図1
Description
本発明の光電変換素子の製造方法で用いる塗布液の塗付のための噴霧塗布装置を図1に例示する。この噴霧塗布装置は、スプレーノズル1、液体加圧ポンプ(不図示)、液体加圧ポンプからスプレーノズル1へ塗布液を供給するための配管2、スプレーノズル1の下に位置する基板搬送装置3を有する。さらに、スプレーノズル1から塗布液が噴霧される領域はドラフト(不図示)によって囲むように構成することが好ましい。
従来技術では塗布液が塗付される基板表面は基板バルクと同じ材質であったのに対し、本発明では、塗布液の濡れ性が良くなるように基板表面を処理する。均一に塗布液を塗布するためである。塗付液の材質に適した基板表面処理を行うが、たとえば塗付液としてアルコールが主成分であるPSF液(東京応用化学株式会社製、型番P−48316−SG)をp型シリコン基板に塗付する場合、シリコン基板の表面を酸化することが好ましい。シリコン基板の表面酸化処理によって得られる酸化シリコン膜の厚さは0.5nm〜5nmの範囲であることが好ましい。酸化シリコン膜の厚さが0.5nm以上であれば基板表面の塗布液の濡れ性は十分となり、酸化シリコン膜の厚さが5nm以下であればシリコン基板の表面酸化処理時間が短く、酸化シリコン膜がドーパントの拡散に対する障壁として働くことを抑制できるためである。酸化シリコン膜の膜厚は公知の分光エリプソ装置を用いて測定することができる。
本発明に用いられる基板は光電変換素子に用いることができるものであれば特に限定されないが、半導体基板が好ましく、単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板が特に好ましい。多結晶シリコン基板としては公知のものを用いることができ、たとえばキャスト基板、シリコンリボン基板、シリコンシート基板などを用いることができる。
塗付液として、光電変換素子に用いる基板の表面にpn接合を形成するためのドーパント液は、基板の導電型とは逆の導電型のドーパント元素を含有する液状のものであって上記の噴霧塗布に用いることができるものであれば特に限定されない。たとえば、P型シリコン基板に対しては、エタノール、イソプロピルアルコールなどの溶媒中に、重量比数%の溶質である珪酸エチルなどの有機Si化合物と、五酸化二リン(P2O5)などのリン化合物とを含ませたPSG(Phosphoric Silicate Glass)液、有機Ti化合物にリン化合物を含ませたPTG(Phosphoric Titanate Glass)液、アルコール溶媒中に珪素化合物と五酸化二リンを含有するPSF液(東京応用化学株式会社製)などを使用できる。PTG液を用いた場合にはpn接合と反射防止膜の同時形成が可能となる。N型シリコン基板に対しては、たとえばホウ素化合物を含有するBSG(Boron Silicate Glass)液を用いることができる。
本発明の効果を確認するために、以下の予備的な実験を行なった。
さらに本発明がシリコンシート基板などの数十μm程度以上の大きな凹凸を有する基板に対しても適用可能であることを確認するために、以下の予備的な実験を行なった。
この基板表面を分光エリプソ装置(J.A.Woollam社製、型番WVASE32)を用いて解析することで、1nm厚の酸化シリコン膜が形成されていることを確認した。
Claims (3)
- 第一導電型の基板の表面と塗布液との濡れ性が向上するように基板表面処理する工程と、前記基板表面処理を施した前記基板の表面に加圧式エアレススプレー方式を用いて前記塗付液を塗付する塗付工程とを有する光電変換素子の製造方法。
- 前記基板が結晶シリコン基板であり、前記塗付液がアルコールを主成分とし、前記基板処理工程が前記結晶シリコン基板の表面を酸化する工程であることを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子の製造方法。
- 前記塗布液が前記第一導電型とは異なる第二導電型のドーパントとなる元素を含有することを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の光電変換素子の製造方法。
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