(57)【要約】【課題】高密度なテクスチャを形成できる簡便な装置および製造方法を提供すること。【解決手段】複数の基板を連続して処理するローラコンベア式であって、基板にエッチング反応の進行を調整する添加剤を供給し、前処理を行う前処理部２０と、添加剤を含むエッチング液中に基板１を浸漬し、テクスチャエッチングを行うエッチング部３０と、前処理部２０とエッチング部３０とをつなぐ還流部４０と、前処理部２０からエッチング部３０に基板１を搬送するローラコンベア（搬送部）５０とを備え、前処理に用いた添加剤をエッチングに再利用しつつ、添加剤による前処理とアルカリ性溶液によるエッチングとを連続処理する。【選択図】図１
2014146753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を連続して処理するエッチング装置であって、
前記基板にエッチング反応の進行を調整する添加剤を供給し、前記基板に対し前処理を行う前処理部と、
前記添加剤を含むエッチング液中に前記基板を浸漬し、テクスチャエッチングを行うエッチング部と、
前記前処理部から前記エッチング部に前記基板を搬送する搬送部とを備えたことを特徴とする太陽電池用基板製造装置。
【請求項２】
前記前処理部と前記エッチング部とは、隣接して配置され、
前記基板は、前記前処理部から洗浄部を経ることなく直接前記エッチング部に供給されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用基板製造装置。
【請求項３】
前記搬送部はローラコンベアであり、前記ローラコンベアを構成する少なくとも１対のローラが前記添加剤を供給する添加剤供給口を備えた添加剤供給ローラを構成することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池用基板製造装置。
【請求項４】
前記前処理部は、前記添加剤の溶液を充填した添加剤槽であり、
前記基板を前記添加剤槽に浸漬することで前記添加剤が前記基板に供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池用基板製造装置。
【請求項５】
前記エッチング部の前記添加剤の濃度を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に応じて、前記エッチング部に対して前記前処理部から前記添加剤を供給すべく、
前記前処理部と前記エッチング部とをつなぐ還流部とを備え、
前記還流部を経由して、
前記添加剤を前記前処理部から前記エッチング部に還流可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池用基板製造装置。
【請求項６】
複数の基板にエッチング反応の進行を調整する添加剤を供給し、前記基板に対し前処理を行う前処理工程と、
前記添加剤を含むエッチング液中に前記基板を浸漬し、前記基板に対し連続的にテクスチャエッチングを行うエッチング工程と、
前記エッチング液中の前記添加剤濃度を測定し、前記前処理工程で用いられた前記添加剤を前記エッチング液に還流する還流工程とを含むことを特徴とする太陽電池用基板の製造方法。
【請求項７】
前記エッチング工程は、前記前処理工程後、
洗浄工程を経ることなく直接前記エッチング部に供給されることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用基板製造装置及びこれを用いた太陽電池用基板の製造方法に係り、特に、半導体基板の表面にテクスチャを形成する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽電池は、無尽蔵なエネルギー源である太陽光を電気エネルギーに変換する装置であるため、クリーンなエネルギー源であるといわれている。例えば結晶系シリコンを用いたシリコン太陽電池の製造においては、発電効率の向上に加え、量産における特性のばらつきをなるべく抑え、高い光電変換効率を有する太陽電池を安定的に製造することが重要である。
【０００３】
太陽電池において光電変換効率を向上するためには、太陽光を効率良く吸収するために、シリコン基板に照射される太陽光をシリコン基板内部に浸透させる必要がある。すなわち、シリコン基板表面での光反射率を極力小さくする必要がある。このため、エッチングによってシリコン基板表面にテクスチャを形成している。ここで、テクスチャとはシリコン基板の表面に形成される微小凹凸の総称である。テクスチャは、７０〜９０℃程度の高温のＫＯＨやＮａＯＨなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコール等の添加剤を加えたアルカリ性エッチング液に、数分から数十分程度浸漬することにより形成される（エッチング工程）。このようなエッチング液を用いることにより、シリコン基板の特定の結晶方位に対してエッチングが進まなくなる、異方性エッチングが起こる。このようなエッチング液を用いることで異方性エッチングがシリコン基板表面で生じ、シリコン結晶の安定な（１１１）面からなる微小なピラミッド構造が形成され、低反射率の基板表面が実現される。
【０００４】
アルカリ性エッチング液によるテクスチャ形成においては、より低反射のテクスチャ形状を形成するために、アルカリ溶液にエッチング阻害剤として働くイソプロピルアルコール等の添加剤を加えたエッチング液を利用するのが一般的である。このようにアルカリ溶液に適切な有機物を添加することによりシリコン基板表面のウェットエッチングが適度に阻害されるため、効率的にテクスチャを形成して光反射率を低下させることが可能となる。この結果、より多くの太陽光を吸収でき、光電変換効率の高い太陽光発電装置を製作することができる。
【０００５】
このようなエッチング工程においては、テクスチャのサイズを制御することが重要であり、例えば、特許文献１には、基板をエッチング液に浸漬する前に基板の表面に点状に粘着剤を付ける技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４-３４９３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術によれば、粘着剤の使用、粘着剤剥離のための有機溶剤の使用が必要となる。そのため、薬液の使用量、使用薬液の種類、及び工程が増加するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の基板を連続して処理するローラコンベア式のエッチング装置において、薬液の使用量、種類、工程の削減と高密度なテクスチャ形成を両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の基板を連続して処理するエッチング装置であって、前記基板にエッチング反応の進行を調整する添加剤を供給し、前記基板に対し前処理を行う前処理部と、前記添加剤を含むエッチング液中に前記基板を浸漬し、テクスチャエッチングを行うエッチング部と、前記前処理部から前記エッチング部に前記基板を搬送する搬送部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エッチング液への接触前に基板表面に添加剤を接触させるため、基板表面への添加剤付与が効果的となる。また、前処理に用いる添加剤とエッチング液に含まれる添加剤が同じであるため、前処理とエッチング間に洗浄工程を追加する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１による太陽電池用基板製造装置の概略を示す断面図である。
【図２−１】図２−１は、本実施の形態１の太陽電池の製造方法を示すフローチャート図である。
【図２−２】図２−２は、同太陽電池の製造方法で用いられる太陽電池用基板の製造方法のうち、テクスチャ形成工程を示すフローチャート図である。
【図３−１】図３−１は、テクスチャの形成工程を示す工程断面図である。
【図３−２】図３−２は、テクスチャの形成工程を示す工程断面図である。
【図４】図４は、同太陽電池用基板を用いた太陽電池の断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２による太陽電池用基板製造装置の概略を示す断面図である。
【図６−１】図６−１は、本発明の実施の形態２による太陽電池用基板製造装置の要部を示す断面図である。
【図６−２】図６−２は同供給ローラの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる太陽電池用基板製造装置及び製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による太陽電池用基板製造装置の概略を示す断面図である。本実施の形態の太陽電池用基板製造装置は、複数の基板を連続して処理するローラコンベア式であって、添加剤による前処理とアルカリ性溶液によるエッチングを連続処理でき、前処理に用いた添加剤をエッチングに再利用できる機構を有するものである。
【００１４】
装置の説明に先立ち、エッチング工程における添加剤の作用について説明する。シリコン基板の構成元素であるケイ素（Ｓｉ）は、アルカリ溶液からなるエッチング液中で水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等のアルカリと反応してエッチング液中に溶出し、これによりシリコン基板の表面にテクスチャが形成される。このエッチング反応は下記の数式（１）で示され、その際、水素ガスが発生する。また、この反応を促進するため、ウェットエッチングは、通常、高温高アルカリ濃度の条件下で実施される。数式（１）において、ＯＨ−がエッチングプロモータであり、Ｓｉ(ＯＨ)62-がエッチングインヒビターである。
Ｓｉ＋２ＯＨ-＋４Ｈ2Ｏ→Ｓｉ(ＯＨ)62-＋２Ｈ2↑                （１）
【００１５】
テクスチャ形成のためにエッチング液中に添加される添加剤（テクスチャ形成添加剤）は、化学反応的にはエッチング反応に関与しないが、適度にシリコン基板表面でのエッチング反応を阻害して、テクスチャの形成に寄与する。また、テクスチャを形成させるためには異方性を高める、すなわち結晶方位（例えば（１００）、（１１１）等）によってエッチング速度に差を生じさせることが必要条件である。そのためにはアルカリ濃度をエッチング反応が進むレベルでできるだけ低くするほうが良い。逆にアルカリ濃度が高くなると、例えばＮａＯＨ濃度が０．８（モル：Ｍ）を超えると異方性が低下して、シリコンが未溶解の場合でも効率的にテクスチャを形成できなくなる。
【００１６】
一方、エッチング反応が進むと、シリコン基板のシリコンがエッチング液中に溶解して、Ｓｉ(ＯＨ)62-がエッチング液中に蓄積する。Ｓｉ(ＯＨ)62-はエッチングインヒビターであり、上記数式（１）のエッチング反応を阻害する。すなわちエッチング反応が進みにくくなる。
【００１７】
そこで、シリコン基板の表面にテクスチャを形成するウェットエッチング処理において、エッチングプロモータであるアルカリ性溶液を、エッチングインヒビターであるＳｉ(ＯＨ)62-の濃度に合わせて、バッチ処理毎に追加する。これにより、アルカリ性溶液（例えばＮａＯＨ）の濃度が高くなっても、異方性が維持され、シリコン基板に効率的にテクスチャを形成できる。すなわち、エッチング液中に溶解したエッチングインヒビターであるシリコン，Ｓｉ(ＯＨ)62-はエッチング反応を抑制するが、アルカリ性溶液の異方性の作用を打ち消すものではない。また、テクスチャ形成添加剤もエッチングインヒビターであるシリコン，Ｓｉ(ＯＨ)62-に影響されないことがわかった。
【００１８】
また、アルカリ性溶液を使用したシリコン基板のエッチング反応は高温下で実施するため、バッチ処理毎にアルカリ性溶液（もしくは固体）を追加しても水が蒸発し、エッチング液量が増えることはない。従って、エッチング液の一部を排出する必要がなく、廃水処理への負荷が抑制される。
【００１９】
以上の考察に基づいて、エッチング処理に先立ち、この装置は、前処理槽２１に搬入する基板１を準備するローダ部１０、基板１に添加剤を供給する前処理部２０と、基板１をエッチングするためのエッチング部３０とを具備している。前処理部２０は前処理液２２として添加剤溶液を充填した前処理槽２１で構成され、エッチング部は、基板１をエッチングするためのエッチング液３２を充填したエッチング槽３１を具備している。そして、エッチング後の基板１を洗浄するための水洗槽（図示しない）、基板１を乾燥するための乾燥炉（図示しない）、基板１を取り出すためのアンローダ部（図示しない）とを具備している。ローダ部１０からアンローダ部にかけて、ローラ５１が連続して設置され、基板搬送のためのローラコンベア（搬送部）５０を構成している。ローラ５１は回転駆動機構（図示しない）によって回転し、基板１が搬送される。基板１の表面を前処理槽２１及びエッチング槽３１において各溶液に接触させるため、各槽内のローラコンベア５０は、他のローラコンベア５０よりも下方に設置されている。ローダ部１０に準備した基板１は、長手方向の一端より前処理槽２１に搬入され、他端より搬出される。次に、長手方向の一端よりエッチング槽３１に搬入され、他端より搬出される。以後、同様に水洗槽、乾燥炉に搬入、搬出され、最後にアンローダ部から基板１が取り出される。
【００２０】
前処理槽２１には、循環ポンプ（図示しない）、フィルター（図示しない）、ヒータ（図示しない）を設置し、前処理液２２を循環させる。前処理槽２１には、添加剤、純水の供給口（図示しない）が設置されている。
【００２１】
エッチング槽３１には、循環ポンプ（図示しない）、フィルター（図示しない）、ヒータ（図示しない）を設置し、エッチング液３２を循環させる。エッチング槽３１には、ＫＯＨやＮａＯＨのアルカリ性溶液、添加剤を含むエッチング液が充填されており、純水の供給口（図示しない）、アルカリ性溶液（図示しない）、添加剤の供給口（図示しない）も設置されている。
【００２２】
図示しない水洗槽には純水が供給され、水洗槽の上部より溢れた純水は、水洗槽に戻すことなく排水される。
【００２３】
本実施の形態では、水洗後に直ちに基板１を乾燥させているが、水洗後にＨＦ、ＨＦ+Ｈ2Ｏ2等の水溶液での洗浄工程と水洗工程を追加してもよい。これらの洗浄工程を追加することにより、エッチング工程で基板１に付着したアルカリ成分の中和、金属汚染の除去が可能となる。
【００２４】
前処理槽２１とエッチング槽３１間には、前処理槽２１の前処理液（添加剤溶液）２２をエッチング槽３１に供給するための還流パイプ４１と還流ポンプ４２とを備えた還流部４０が設置される。エッチング槽３1の添加剤濃度は、エッチング槽３１の添加剤濃度を測定する測定部３３の測定結果に従い、添加剤供給口と前処理槽２１から供給される添加剤で制御される。ここで、測定部３３における添加剤濃度の測定は、ＴＯＣ（全有機炭素）測定により実施する。インラインでの測定結果に基づき、濃度調整を実施する。あるいは、事前評価により、基板の処理量、処理時間と添加剤濃度変化との相関関係を明らかにすれば、必ずしもインライン測定を実施する必要はなく、事前評価内容に基づき、一定量の添加剤を定期的に補給すれば良い。
【００２５】
次に、本実施の形態の太陽電池用基板の製造方法について説明する。図２−１は本実施の形態の太陽電池の製造方法を示すフローチャート図であり、図２−２はこの太陽電池の製造方法で用いられる太陽電池用基板の製造方法のうち、テクスチャ形成工程を示すフローチャート図である。図３−１，図３−２は、テクスチャの形成工程を示す工程断面図である。図４はこのようにして得られた太陽電池の断面図である。本実施の形態の太陽電池の製造は、図２−１に示すフローチャートに示すように、Ｓ１−Ｓ２−ＳＴ−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ５−Ｓ６−Ｓ７の手順により行われる。以下にその詳細を簡単に説明する。
【００２６】
まず、太陽電池用基板の製造について説明する。太陽電池用基板の製造に際しては、まず、基板スライシング工程Ｓ１、ダメージ層除去工程Ｓ２の後に実施されるテクスチャ形成工程ＳＴについて図２−２のフローチャートを参照しつつ説明する。このテクスチャ形成工程ＳＴは、図３−１に示す基板１表面にテクスチャ構造と呼ばれる凹凸部１Ｔ（図３−２）を形成する工程である。テクスチャ構造とするのは、入射光の多重反射を利用した光閉じ込め技術であり、太陽電池の性能を高めるために行われる。
【００２７】
本実施の形態の使用薬液として、エッチング液のアルカリ成分としてＮａＯＨ、添加剤として、１，６−ヘキサンジオールを使用した場合について説明する。基板１をローダ部１０に準備する前に、前処理液２２、エッチング液３２をそれぞれ前処理槽２１、エッチング槽３１の各槽に準備する。
【００２８】
前処理部２０では、前処理槽２１の、図示しない添加剤供給口および純水供給口より添加剤および純水を供給し、添加剤濃度２０ｗｔ％の前処理液２２を作製する。温度は２５℃に設定する。エッチング槽３１では、エッチング槽３１のアルカリ性溶液、添加剤、純水供給口より、アルカリ性溶液、添加剤、純水を供給し、水酸化ナトリウム濃度１．０ｗｔ％、添加剤濃度１．０ｗｔ％のエッチング液３２を作製する。温度は８５℃に設定する。
【００２９】
準備完了後、基板１をローダ部１０に準備し、前処理液２２に３分間（前処理工程ＳＴ1）、エッチング液３２に１５分間浸漬させる（エッチング工程ＳＴ2）。エッチング液には、基板の処理枚数に応じて、アルカリ性溶液と添加剤を定期的に追加する。ＮａＯＨ濃度は、エッチング槽３１のアルカリ性溶液供給口（図示せず）から供給されるＮａＯＨで制御される。一方、添加剤濃度は、測定部３３によって測定されたエッチング槽３１の添加剤濃度にもとづき、エッチング槽３１の添加剤供給口（図示せず）と前処理槽２１から還流部４０の還流パイプ４１を経由して供給される（添加剤還流工程ＳＴ3）添加剤で制御される。
【００３０】
本実施の形態では、エッチング液への接触前に基板表面に添加剤を接触させるため、基板表面への添加剤付与が効果的となり、また、前処理に用いる添加剤とエッチング液に含まれる添加剤が同じであるため、前処理とエッチング間に洗浄工程を追加する必要がなく、さらに、前処理に用いた添加剤をエッチングに再利用できるため、薬液の使用量、種類、工程を削減できる。
【００３１】
添加剤としては、１，６−ヘキサンジオールに限定されるものではなく、例えば、下記の化学式１で与えられるアルコール誘導体などが適用可能である。
Ｘ−（ＯＨ）ｎ・・・化学式１
化学式１において、Ｘは、炭素数ｋが４以上７以下の飽和または不飽和炭化水素基である。ｎは、１以上の整数であり、ｎ＜ｋを満たす。
【００３２】
このような添加剤として、例えば１−ブタノール、２−ブタノール、１，４−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、２−メチル−１−プロパノール、２−メチル２−プロパノール、２−ブテン−１，４−ジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１−ペンタノール、２−ペンタノール（ｓｅｃ−アミルアルコール）、３−ペンタノール、２−メチル−１−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール（イソアミルアルコール）、２−メチル−２−ブタノール（ｔｅｒｔ−アミルアルコール）、３−メチル−２−ブタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール（ネオペンチルアルコール）、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，４−ブタンジオール、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、３−ヘキサノール、１，２−ヘキサンジオール、１，３−ヘキサンジオール、１，４−ヘキサンジオール、１，５−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，３−ヘキサンジオール、２，４−ヘキサンジオール、２，５−ヘキサンジオール、３，４−ヘキサンジオール、１，２，３−ヘキサントリオール、１，２，４−ヘキサントリオール、１，２，５−ヘキサントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，３，６−ヘキサントリオール、２−メチル−１−ペンタノール、３−メチル−１−ペンタノール、４−メチル−２−ペンタノール、３−メチル−２−ペンタノール、２−メチル−３−ペンタノール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、２−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、４−ヘプタノール、５−ヘプタノール、６−ヘプタノール、７−ヘプタノール、８−ヘプタノール、２，４−ジメチル−３−ペンタノール１，２−ヘプタンジオール、１，３−ヘプタンジオール、１，４−ヘプタンジオール、１，５−ヘプタンジオール、１，６−ヘプタンジオール、１，７−ヘプタンジオール、２，３−ヘプタンジオール、２，４−ヘプタンジオール、２，５−ヘプタンジオール、２，６−ヘプタンジオール、２，７−ヘプタンジオール、３，４−ヘプタンジオール、３，５−ヘプタンジオール、３，６−ヘプタンジオール、３，７−ヘプタンジオール等およびこれらに挙げた物質以外の異性体（同一炭素数で直鎖または側鎖のあるものおよび／またはＯＨ基の位置が異なるもの）が挙げられる。なお、添加剤は、上述した物質に限らず、上記の化学式１においてＣとＣの結合は単結合に加えて二重結合や三重結合が存在してもよい。あるいは、上記の化学式１に対して炭素Ｃにケイ素Ｓｉが結合するように変更した有機ケイ素化合物でもよい。
【００３３】
以上のようにして、太陽電池用基板を形成する。つまり、図２において、まず基板スライシング工程（ステップＳ１）を実施する。この基板スライシング工程Ｓ１は、例えば引き上げ法により製造される単結晶インゴットをスライスし、厚さ数百μｍ程度のｎ型単結晶シリコン基板１を作製する工程である。
【００３４】
次に、ダメージ層除去工程（ステップＳ２）を実施する。このダメージ層除去工程Ｓ２は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ水溶液或いは弗酸と硝酸の混合液などを用いて、基板表面をエッチングする工程である。この工程では、基板スライシング工程Ｓ１で生じた基板１表面の機械加工変質層および汚れを取り除くため、およそ５〜２０μｍ程度、基板１表面をエッチングする。
【００３５】
そして前述した、テクスチャ形成工程（ステップＳＴ）を実施する。
【００３６】
その後、シリコン基板洗浄工程（ステップＳ３）を実施する。このシリコン基板洗浄工程Ｓ３は、基板スライシング工程Ｓ１乃至テクスチャ形成工程ＳＴの全て若しくは何れかにおいて基板１に付着した金属または金属イオン、及び有機物を除去するための工程である。
【００３７】
しかる後に、このようにして得られたテクスチャ構造を有する基板１上に図４に断面図を示すように、太陽電池を形成する。すなわち、このｎ型単結晶シリコン基板からなる基板１の両面に、まずはＣＶＤ法などによりｉ型非晶質シリコン層２ｉ，３ｉを形成する（ｉ層形成工程：ステップＳ４）。
【００３８】
この受光面側のｉ型非晶質シリコン層２ｉ上にはＣＶＤ法などによりｐ型非晶質シリコン層２ｐが成膜され、裏面側のｉ型非晶質シリコン層３ｉ上にはＣＶＤ法などによりｎ型非晶質シリコン層３ｎが成膜される（ｐ層およびｎ層形成工程：ステップＳ５）。ここでｉ型非晶質シリコン層２ｉ，３ｉは、ｎ型単結晶シリコン基板１のパッシベーション作用を有する他、その上に形成される非晶質シリコン層と単結晶シリコン基板との間でドーパントが相互に混入することを防ぐものである。
【００３９】
そしてこれらｐ型非晶質シリコン層２ｐおよびｎ型非晶質シリコン層上３ｎにＩＴＯなどの透光性導電膜７ａ，７ｂを形成する（透光性導電膜形成工程：ステップＳ６）。
【００４０】
最後に、受光面側の透光性導電膜７ａには銀からなる集電電極５が、裏面側の透光性導電膜７ｂ上には銀からなる集電電極６が形成され（集電電極作製工程：ステップＳ７）、図４に断面図を示すような太陽電池が完成する。
【００４１】
このようにして形成された太陽電池では、太陽電池の表面側からｎ型単結晶シリコン基板からなる基板１のｐｎ接合面（ｎ型単結晶シリコン基板（基板１）とｐ型非晶質シリコン層２ｐとの接合面）に光が照射されると、ホールと自由電子とが生成される。ｐｎ接合部の電界の作用により、生成された自由電子はｎ型単結晶シリコン基板（基板１）に向かって移動し、ホールはｐ型非晶質シリコン層２ｐに向かって移動する。これにより、ｎ型単結晶シリコン基板１は電子が過剰となり、ｐ型非晶質シリコン層２ｐはホールが過剰となって光起電力が発生する。この光起電力は、ｐｎ接合を順方向にバイアスする向きに生じ、ｎ型非晶質シリコン層３ｎに透光性導電膜７ｂを介して接続した裏面側の集電電極６がマイナス極となり、ｐ型非晶質シリコン層２ｐに透光性導電膜７ａを介して接続した集電電極５がプラス極となって、不図示の外部回路に電流が流れる。
【００４２】
本実施の形態では、前処理液２２に基板１を浸漬することにより、基板１に添加剤を付与しているが、浸漬処理に限定されることはなく、スプレーなどによる添加剤付与などでもかまわない。
【００４３】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２による太陽電池用基板製造装置を示す断面図である。図６−１は、太陽電池用基板製造装置の要部を示す断面図であって、本実施の形態で用いられる添加剤供給ローラ２３を示す図であり、図６−２は添加剤供給ローラ２３の斜視図である。本実施の形態では、ローラコンベア５０の基板搬送機構に添加剤供給、塗布機構を付加したもので、ローラコンベア５０を構成するローラ５１と同一径を有する添加剤供給ローラ２３によって添加剤を供給する。つまり添加剤供給ローラ２３は、ローラコンベアを構成する少なくとも１対のローラからなり、添加剤容器２４に接続されている。添加剤供給ローラ２３は、ローラ本体部２３２のローラの回転軸に対応する領域にポリアセタール製の添加剤供給管２３１を有し、添加剤容器２４から添加剤供給口２３４を経て塗布部２３３に添加剤を供給するように構成されている。塗布部２３３は、添加剤供給ローラ２３の外周部に位置し、添加剤を含浸可能なナイロン製のブラシで構成されている。
【００４４】
本実施の形態では、エッチング液３２への接触前に基板１表面に添加剤供給ローラ２３にて添加剤を塗布するため、基板表面への添加剤付与がより効果的となり、また、前処理に用いる添加剤とエッチング液に含まれる添加剤が同じであるため、前処理とエッチング間に洗浄工程を追加する必要がなく、薬液の使用量、工程を削減できる。基板１に塗布されずに添加剤供給ローラ２３からこぼれた前処理液２２を回収トレイ２５で回収し、還流部４０を介してエッチング槽３１に導き、エッチングに再利用できるようになっている。
【００４５】
以上説明してきたように、本実施の形態１，２によれば、エッチング液への接触前に基板表面に添加剤を接触させるため、基板表面への添加剤付与が効果的となる。また、前処理に用いる添加剤とエッチング液に含まれる添加剤が同じであるため、前処理とエッチング間に洗浄工程を追加する必要がない。さらに、還流部を備えており、前処理に用いた添加剤をエッチングに再利用できるため、薬液の使用量、種類、工程を削除できるという効果を有する。従って、薬液の使用量、種類、工程の削減と高密度なテクスチャ形成を両立できる。
【００４６】
なお、前記実施の形態１，２では、ｎ型単結晶シリコン基板に適用した場合について説明したが、この製造装置及び方法は、ｐ型単結晶シリコン基板はいうまでもなく、多結晶シリコン、シリコンゲルマニウムなど、結晶系シリコン基板のエッチングに適用可能である。
【００４７】
また、前記実施の形態１，２では、ヘテロ接合型の太陽電池について説明したが、拡散接合型の太陽電池で用いられる基板のエッチングにも有用である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明にかかる太陽電池用基板製造装置及び製造方法は、結晶系シリコン基板のエッチングに有用であり、特に単結晶および多結晶シリコン基板のエッチングに適している。
【符号の説明】
【００４９】
１  基板（ｎ型単結晶シリコン基板）、２ｉ  ｉ型非晶質シリコン層、２ｐ  ｐ型非晶質シリコン層、３ｉ  ｉ型非晶質シリコン層、３ｎ  ｎ型非晶質シリコン層、５  集電電極、６  集電電極、７ａ，７ｂ  透光性導電膜、１０  ローダ部、２０  前処理部、２１  前処理槽、２２  前処理液（添加剤溶液）、２３  添加剤供給ローラ、２３１  添加剤供給管、２３２  ローラ本体部、２３３  塗布部、２３４  添加剤供給口、２４  添加剤容器、２５  回収トレイ、３０  エッチング部、３１  エッチング槽、３２  エッチング液、３３  測定部、４０  還流部、４１  還流パイプ、４２  還流ポンプ、５０  ローラコンベア（搬送部）、５１  ローラ。
【図１】
2014146753.tif 000003
【図２−１】
2014146753.tif 000004
【図２−２】
2014146753.tif 000005
【図３−１】
2014146753.tif 000006
【図３−２】
2014146753.tif 000007
【図４】
2014146753.tif 000008
【図５】
2014146753.tif 000009
【図６−１】
2014146753.tif 000010
【図６−２】
2014146753.tif 000011