(57)【要約】  高い光利用効率を具備する太陽電池を製造する製造装置および製造方法を得ることを目的とするもので、シリコン系の半導体基板１０表面にｐｎ接合を形成した太陽電池の製造に用いられ、半導体基板１０表面にテクスチャーを形成するためのエッチング装置であって、強アルカリ系のエッチング液１と、エッチング液１を保持し、エッチング液１中に、半導体基板１０を浸漬することでテクスチャーエッチングを行なうエッチング槽２と、エッチング液１をろ過する親水性繊維部を備えたろ過部６とを具備したことを特徴とする。
2014038277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン系の半導体基板表面にｐｎ接合を形成した太陽電池の製造に用いられ、前記半導体基板表面にテクスチャーを形成するためのエッチング装置であって、
強アルカリ系のエッチング液と、
前記エッチング液を保持し、前記エッチング液中に、前記半導体基板を浸漬することでテクスチャーエッチングを行なうエッチング槽と、
前記エッチング液をろ過する親水性繊維部を備えたろ過部とを具備し、
前記親水性繊維部は、繊維同士が交差する点において結合せずに絡まっていることを特徴とする太陽電池の製造装置。
【請求項２】
前記親水性繊維部は、繊維径２００μｍ以下の親水性繊維で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項３】
前記親水性繊維部は、繊維径０．１〜１０μｍの親水性繊維で構成されたことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項４】
前記半導体基板を支持するカセットを具備し、
前記半導体基板は前記カセットごと、エッチング液に浸漬され、エッチング終了後、前記カセットごと、エッチング液から引き上げられるように構成され、
前記ろ過部は、前記カセットに装着された親水性繊維部であることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項５】
前記カセットの側面あるいは底面に開口部が設けられ、前記開口部は前記親水性繊維により覆われることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項６】
前記エッチング槽は、前記エッチング液を循環する循環部を具備したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項７】
前記カセットの開口部に設置された親水性繊維に向かってエッチング液が噴き出るように、前記循環部の出口が設置されることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項８】
前記ろ過部によって除去されたアルカリ成分とエッチング補助成分の量を検知する検知部を有し、該検知された量に基づき前記アルカリ成分と前記エッチング補助成分を前記エッチング液に補給する補給部を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項９】
前記ろ過部に接続され、ろ過部を経由することなく直接エッチング槽に帰還するバイパス流路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項１０】
前記エッチング槽は、内槽と外槽を備えるオーバーフロー槽であり、
前記ろ過部は前記外槽に設けられた親水性繊維部からなるろ過フィルターであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項１１】
前記親水性繊維部は、表面を親水化された高分子材料からなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項１２】
前記親水性繊維部は、厚さ１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項１３】
前記親水性繊維部は、厚さ２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項１４】
強アルカリ系のエッチング液と、
前記エッチング液を保持し、前記エッチング液中に、シリコン系の半導体基板を浸漬することでテクスチャーエッチングを行なうエッチング槽と、
前記エッチング液をろ過する親水性繊維部を備えたろ過部とを具備し、前記親水性繊維部が、繊維同士が交差する点において結合せずに絡まっている、太陽電池の製造装置を用い、
前記半導体基板を、強アルカリ系のエッチング液を保持したエッチング槽に浸漬することでテクスチャーエッチングを行なうエッチング工程と、
テクスチャーの形成された前記半導体基板表面に、ｐｎ接合を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法であって、
前記エッチング工程は、前記親水性繊維部を備えた前記ろ過部によって、前記エッチング液をろ過しながらエッチングを行なうことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記エッチング工程に先立ち、前記親水性繊維部を、前記エッチング液のアルカリ濃度の５０質量％以上、２００質量％以下のアルカリ濃度を持つ、アルカリ液に浸漬する工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記親水性繊維部は、繊維径０．１〜１０μｍの親水性繊維で構成されたことを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記ろ過部は、前記半導体基板を支持するカセットに装着された親水性繊維部であり、
前記エッチング工程は、
カセットに前記半導体基板を装着し、
前記カセットごと、前記半導体基板をエッチング液に浸漬し、
エッチング反応による上昇流によってエッチング液を循環しながらエッチングし、
エッチング終了後、前記カセットごと、エッチング液から引き上げる工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記エッチング工程は、
エッチング液を循環する循環部を用いて、エッチング液を循環しながら前記半導体基板をエッチングする工程であることを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記エッチング工程は、
前記循環部の出口から、前記カセットに設置された前記親水性繊維部に向かってエッチング液を噴き出しながら前記半導体基板をエッチングする工程であることを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２０】
前記ろ過部によって除去されたアルカリ成分とエッチング補助成分の量を検知する工程と、
該検知された量に基づき前記アルカリ成分と前記エッチング補助成分を前記エッチング液に補給する工程を有することを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２１】
前記ろ過部に接続されたバイパス流路によって、前記エッチング液が、前記ろ過部を経由することなく直接エッチング槽に帰還できるようにしたことを特徴とする請求項２０に記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の製造装置およびこれを用いた太陽電池の製造方法に関し、特に、高い光利用効率を有する太陽電池の製造装置およびこれを用いた太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池基板(以下、基板と呼ぶこともある)においては、光入射面(以下、受光面と呼ぶ)に凹凸(以下テクスチャーと呼ぶ)を形成し、受光面の反射率を低減させ、基板内部へ入射する光の量を増加させる技術がある。すなわち、太陽電池基板に発生するキャリア数は基板内に入射する光の量に大きく依存し、入射する光の量を増加させるためにテクスチャーが形成される。【０００３】
テクスチャー構造の１つとして、ピラミッド状の凹凸からなるものがある。このようなテクスチャーの形成方法としては、アルカリ性の薬液、例えば水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムの水溶液中に、界面活性剤、例えばカプリル酸を混合した薬液に基板を浸漬し、基板の結晶方位によるエッチングレートの違いを利用する方法が一般的に用いられている。【０００４】
このような形成方法において、エッチングの際に基板から溶出するドーパントイオンを除去し、エッチング用薬液の機能低下を防ぎ、薬液の再利用回数を増加させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７８４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術によれば、基板内から溶出するドーパントイオンを収集する収集部あるいはドーパントイオンを吸着する吸着部を備える製造方法において、ドーパントイオンと比較して大きいサイズ、例えばエッチング液に均一に溶解しない成分が異物として浮遊しているもの（以下、これを不溶生成物と称する）は溶解度の差から収集あるいは吸着できないという現象が生じる。このような不溶生成物が存在する場合には、この不溶生成物と薬液中の界面活性剤が相互に作用し、界面活性剤の機能が阻害され、基板の領域によってはテクスチャー形成の進行にずれが生じる。このため、エッチング完了後のテクスチャー形状にばらつきが生じ、受光面全面への理想的なテクスチャー形成が困難となる。加えて、この不溶生成物が基板の受光面に付着し、アルカリ成分や界面活性剤のテクスチャー形成部への供給を律速し、テクスチャー形成を阻害するという現象も生じる。この結果、テクスチャー形状のばらつきに起因した基板内への光入射量の減少が生じ、光の利用効率が低下し、光電変換効率が低下する、という問題があった。ここで、理想的なテクスチャー形成とは、受光面内において均一なテクスチャーが形成されることである。【０００７】
上述したような不溶生成物は、基板によりエッチング液中に持ち込まれる不純物やシリコンがアルカリでエッチングされて生成するケイ酸塩の濃度が高くなることにより生成され易くなる。我々は、エッチング液中に存在する不溶生成物の量が増えることは、良好なエッチングが困難になることから、エッチング液の寿命を決定する要因のひとつであることを見出した。この不溶生成物をエッチング液中から除去することで、エッチング液の寿命を長くし、処理可能な基板の枚数を増やすことが、製造に関わるコストを低減するための課題となっている。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光利用効率が高く、光電変換効率に優れた太陽電池を得ることのできる太陽電池の製造装置および製造方法を得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、本発明にかかる太陽電池の製造装置は、シリコン系の半導体基板表面にｐｎ接合を形成した太陽電池の製造に用いられ、半導体基板表面にテクスチャーを形成するためのエッチング装置であって、強アルカリ系のエッチング液と、エッチング液を保持し、エッチング液中に、半導体基板を浸漬することでテクスチャーエッチングを行なうエッチング槽と、エッチング液をろ過する親水性繊維部を備えたろ過部とを具備し、親水性繊維部は、繊維同士が交差する点において結合せずに絡まっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる太陽電池の製造装置によれば、半導体基板の受光面側に対して同一形状のテクスチャーを一様に形成することができ、光利用効率が高く、光電変換効率に優れた太陽電池を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造装置の構造を示す概念図である。
【図２】図２は、同装置のエッチング槽の説明図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造装置によって形成した太陽電池基板を用いた太陽電池の構成を説明するための断面図である。
【図４−１】図４−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造装置を用いたテクスチャーエッチング工程を示す工程断面図である。
【図４−２】図４−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造装置を用いたテクスチャーエッチング工程を示す工程断面図である。
【図５】図５は、テクスチャーが形成された半導体基板の斜視図である。
【図６−１】図６−１は、太陽電池の製造工程を示すフローチャートである。
【図６−２】図６−２は、太陽電池の製造工程におけるテクスチャーエッチング工程を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池の製造装置の構造を示す概念図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池の製造装置の構造を示す概念図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池の製造装置の構造を示す概念図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池の製造装置で用いられるカセットを示す斜視図である。
【図１１】図１１は、同カセットの変形例１を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、同カセットの変形例２を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、実施の形態５にかかる太陽電池の製造方法で用いられるカセットの親水性繊維取り付け部を示すもので、カセットから親水性繊維を除いたものを示す斜視図である。
【図１４】図１４は、同カセットを示すもので、親水性繊維を含めて描いたものを示す斜視図である。
【図１５】図１５は、実施の形態５にかかる太陽電池の製造装置の構造を示す概念図である。
【図１６】図１６は、実施の形態６にかかる太陽電池の製造装置の構造を示す概念図である。
【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の製造装置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異なる場合がある。各図面間においても同様である。また、平面図であっても、図面を見やすくするためにハッチングを付す場合がある。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造装置の構造を示す概念図である。図２は、同装置のエッチング槽の説明図である。図３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造装置によって形成した太陽電池基板を用いた太陽電池の構成を説明するための断面図である。本実施の形態１にかかる太陽電池の製造装置は、（ウエット）エッチング装置であり、エッチング液をろ過する親水性繊維部を備えたろ過部を具備し、親水性繊維部が繊維径０．１〜１０μｍの親水性繊維で構成され、かつ繊維同士が交差する点において結合せずに絡まるようにすることで、多数のテクスチャー１０Ｔが均一に形成された太陽電池用の基板を、長期にわたって安定して形成することができるものである。
【００１４】
本実施の形態１にかかる太陽電池の製造装置を用いて形成される太陽電池は、図３に断面図を示すように、多数のテクスチャー１０Ｔが設けられた太陽電池基板を構成する第１導電型の半導体基板１０に、機能層を形成したものである。すなわち、この太陽電池は、第１導電型の半導体基板１０の表面に第２導電型の不純物拡散層である第２導電型層１１と、例えばテクスチャー１０Ｔの表面の一部を覆う絶縁層１２と、第２導電型層１１に電気的に接続されて第１導電型の半導体基板１０の受光面側に形成された受光面側電極１３と、第１導電型の半導体基板１０の受光面と反対側の面（裏面）の表層に形成された第１導電型層１４と、該第１導電型層１４の裏面側に形成された裏面側電極１５と、を機能層として備える。
【００１５】
本実施の形態にかかる太陽電池基板である第１導電型の半導体基板１０においては、受光面側に複数のテクスチャー１０Ｔが形成されている。該テクスチャー１０Ｔは第１導電型の半導体基板１０の一面側の表面を加工して形成したものである。太陽電池基板（第１導電型の半導体基板１０）としては、例えばｐ型の単結晶または多結晶のシリコン基板を用いる事ができる。この場合、第２導電型層１１は、第１導電型の半導体基板１０の表層に例えばリンが拡散された不純物拡散層（ｎ型不純物拡散層）である。また、第１導電型層１４は、第１導電型の半導体基板１０の裏面側の表層に裏面側電極１５の電極材料、例えばアルミニウムが拡散された拡散層である。なお、第１導電型の半導体基板１０はこれに限定されるものではなく、ｎ型のシリコン基板を用いてもよい。また、絶縁層１２は反射防止膜として設けられ、例えばシリコン窒化膜やシリコン酸化膜により形成される。
【００１６】
このように構成された実施の形態１にかかる太陽電池の第１導電型の半導体基板１０の受光面側には、高さおよび形状の整った同一かつ微細なピラミッド状のテクスチャー１０Ｔが全面に均一に形成されている。高さおよび形状が均一なテクスチャー１０Ｔは、該テクスチャー１０Ｔで反射された光が隣接するテクスチャー１０Ｔに再入射する確率を高め、太陽電池の光の利用効率を増大させる。光の利用効率の増大は、太陽電池で生成されるキャリア数を増加させ、光電変換効率の向上を実現させることができる。
【００１７】
また、この太陽電池では、形成工程におけるエッチング液の不足のために形成される他のテクスチャーと形状が異なる微小なテクスチャー、あるいはテクスチャーの形成されない領域の発生が抑制されている。従って、受光面の意図しない表面積の増加が抑制され、均一なテクスチャーを形成することができ、高い開放電圧が得られる。
【００１８】
したがって、実施の形態１にかかる太陽電池によれば、高い光利用効率と、高い開放電圧を有し、光電変換効率に優れた太陽電池が実現されている。
【００１９】
まず、上述した実施の形態１にかかる太陽電池の製造装置について図１および図２を参照して説明する。この装置は、太陽電池基板を構成する第１導電型の半導体基板１０の表面に均一なテクスチャー１０Ｔを形成するためのエッチング装置である。この装置は、エッチング液１を保持するエッチング槽２と、半導体基板１０を支持しエッチング液１に浸漬するためのカセット３と、エッチング液１を循環するためのパイプを備えた循環部４とを有する。そして、循環部４を構成するパイプ上に設けられたポンプ５と、不溶生成物を除去するろ過部６と、ろ過部６にて除去された不溶生成物を検出し、エッチング液中のエッチング補助剤の不足分を添加する、補給部としての添加機構９と、添加機構９を制御する制御部７とを具備している。カセット３は半導体基板１０の出し入れができるように天面が開放されているか、スリット等により隙間が開いている。側面３ａおよび底面３ｃの内壁に複数のリブ３ｂが設けられており、リブ３ｂ同士の間には保持溝が形成されている。また、カセット３の底面３ｃの保持溝の両端は、左右の側面３ａの内壁の保持溝と繋がっている。この上はカセット３に装着され、保持された半導体基板１０がカセット３とともに、エッチング液１に浸漬される。
【００２０】
添加機構９は、アルカリ添加機構９ａとエッチング補助剤添加機構９ｂとを具備している。制御部７は、ろ過部６にて除去された不溶生成物を検出し、不溶生成物中のアルカリ成分とエッチング補助成分を算出し、アルカリ添加機構９ａとエッチング補助剤添加機構９ｂとを制御し、アルカリ成分とエッチング補助成分とを補充する。制御部７はエッチング液１にアルカリ成分とエッチング補助成分を補給するための薬液供給信号を出力し、制御ライン８を介してアルカリ添加機構９ａと、エッチング補助剤添加機構９ｂと接続される。アルカリ添加機構９ａはエッチング液１に補給するためのアルカリ性薬液ａを有しており、制御ライン８の信号を介しアルカリ性薬液ａをエッチング液１に加える。同様にエッチング補助剤添加機構９ｂはエッチング液１に補給するためのエッチング補助剤ｂを有しており、制御ライン８の信号を介しエッチング補助剤ｂをエッチング槽２のエッチング液１に加える。エッチング液１に加えるアルカリ性薬液ａとエッチング補助剤ｂの量は除去された不溶生成物の量に応じ、前述の理想的なエッチングが行えるように調整される。アルカリ添加機構９ａと、エッチング補助剤添加機構９ｂは個別に制御されるのが理想であるが、まとめて制御されてもよく、本発明を制限するものではない。
【００２１】
次に、上述した実施の形態１にかかる太陽電池の製造装置を用いたテクスチャーエッチング工程について図１および図４−１〜図４−２を参照して説明する。まず、半導体基板１０として例えばｐ型単結晶シリコン基板を用意する（図４−１）。次にこの半導体基板１０にテクスチャーを形成させるため、異方性エッチングを行う。すなわち、ｐ型単結晶シリコン基板からなる半導体基板１０を水酸化ナトリウム０.５〜１０質量％と界面活性剤、例えば０．０５〜０．２ｍｏｌ／ｌのカプリル酸、を混合し６０〜９０℃に加熱したエッチング液１中に浸漬させる。この工程において半導体基板１０（ｐ型単結晶シリコン基板）のエッチングが異方的に進行し、凸部が形成され、均一なテクスチャー１０Ｔが形成される（図４−２）。図５はテクスチャー１０Ｔが均一に形成された半導体基板１０の斜視図である。図５のＡ−Ａ断面が図４−２に相当する。図６−１は、太陽電池の製造工程を示すフローチャートであり、図６−２は、このうちのテクスチャーエッチング工程を示すフローチャートである。
【００２２】
図１において、エッチング液１中にカセット３に挿入された半導体基板１０が浸漬される。このエッチング装置は循環部４を有し、エッチング液１はポンプ５により同図中の矢印Ａの方向に循環する。循環部４はろ過部６を備え、エッチング液１は循環中にろ過部６を通過する。ろ過部６はフィルターを有しエッチング液１中に混入している不溶生成物をろ過除去し、エッチング槽２へとエッチング液１を戻す。フィルターは不溶生成物を効果的に除去し、フィルターへ蓄積されるための厚み、例えば２ｍｍ以上の厚みを有する。ろ過部６のフィルターは親水性繊維により構成される。本装置には不溶生成物を除去するろ過部６にて除去された不溶生成物量を検知する機構が備えられており、除去された不溶生成物中のアルカリ成分とエッチング補助成分を算出する制御部７を備えている。制御部７はエッチング液１にアルカリ成分とエッチング補助成分を補給するための薬液供給信号を出力し、制御ライン８を介してアルカリ添加機構９ａと、エッチング補助剤添加機構９ｂと接続される。アルカリ添加機構９ａはエッチング液１に補給するためのアルカリ性薬液ａを有しており、制御ライン８の信号を介しアルカリ性薬液ａをエッチング液１に加える。同様にエッチング補助剤添加機構９ｂはエッチング液１に補給するためのエッチング補助剤ｂを有しており、制御ライン８の信号を介しエッチング補助剤ｂをエッチング液１に加える。エッチング液１に加えるアルカリ性薬液ａとエッチング補助剤ｂの量は除去された不溶生成物の量に応じ、常に前述の理想的なエッチングが行えるように調整される。アルカリ添加機構９ａと、エッチング補助剤添加機構９ｂは個別に制御されるのが理想であるが、まとめて制御されてもよく、本発明を制限するものではない。
【００２３】
本発明における不溶生成物は、テクスチャーエッチング中にエッチング液中に生成するエッチング液中に均質に溶解せず浮遊している異物である。基板のスライス時のクーラントの残留物、指や容器から付着した油脂分などの基板に付着したもの、ドーパントなど基板内部に含まれる成分、作業現場の浮遊粉塵、エッチング槽２や付属装置に付着した界面活性剤や汚染物、エッチング液１の原料中に含まれる不純物など、エッチング液１には各種の不純物が混入する。エッチング中においては、これらの不純物が不溶生成物の生成を促進する。シリコン系基板のエッチングにおいては、シリコンとエッチング液中の水とアルカリが反応してケイ酸塩が生成されるが、このケイ酸塩も不溶生成物の構成成分となっており、同じエッチング液で処理する基板の数が多くなるに従い、ケイ酸塩の濃度が高くなり不溶生成物が発生しやすくなる。不溶生成物は、エッチング液中で明確な表面を有する固体粒子である場合もあるが、境界が不明確なゲル状の形態を有する場合が多い。
【００２４】
このような不溶生成物がエッチング中の基板表面に存在すると、エッチングに影響を与え、その部分でのピラミッド構造の形成を阻害し欠陥を発生させることとなる。不溶生成物をエッチング液から除去することで、テクスチャーの欠陥を抑制することができる。
【００２５】
不溶生成物は、ろ過によって除去可能である。ろ過は、装置が簡便であること、効率が高いことから、好ましい除去方法である。不溶生成物の除去は、すべてをろ別する必要はなく、適切なろ過材で粗大な不溶生成物を除去するだけでも効果は得られる。不溶生成物の形状を把握する方法は、光散乱式や超音波式の粒度分布計などでもある程度可能であるが、境界のはっきりしない形状を有するものが多いため、明確に把握することは困難である。不溶生成物の除去状態は、粒度分布のほか、粘度測定などによっても検知可能である。最も簡便な方法はエッチング液の濁度で検知する方法である。不溶生成物による光散乱により濁度が上昇する。ろ過や遠心分離により濁度の値を減少させる。この時の濁度の測定方法は、同質な液の相対比較を行うだけであるため特に限定されるものではなく簡易なものでよい。
【００２６】
ろ過部６を一回通過する度に減少する不溶生成物の減少量は、３０％以上であることが好ましく、４０％以上がさらに好ましい。減少量が３０％に満たない場合には、浮遊分が多く残留することになるため欠陥抑制の十分な効果が得られない。
【００２７】
不溶生成物は、ケイ酸塩を高濃度に含むものであり、これをエッチング液中から取り除くことは、ケイ酸塩を取り除くことでもある。エッチング液の劣化の要因としては、ケイ酸塩の蓄積が挙げられる。従来、劣化したエッチング液からケイ酸塩を除去するにはエッチング液の入れ替えしか方法はなかったが、本発明の不溶生成物を除去する方法では、ケイ酸塩が除去可能であり、エッチング液の寿命を延ばすことが可能である。ケイ酸塩だけでなくそれに共存する不純物も同時に除去することになるため、好ましい結果が得られる。エッチング液の寿命を延ばすという点では、減少するアルカリ成分やエッチング補助成分を補給することも合わせて行うことも好ましい。つまりろ過部６によって除去されたアルカリ成分とエッチング補助成分の量を検知する検知部を設け、該検知された量に基づきアルカリ成分とエッチング補助成分をエッチング液に補給する。
【００２８】
アルカリ成分の補給は、ケイ酸塩として除去された量以上を添加することが好ましい。除去したケイ酸塩の量は、特別な検知部を設けなくても、重量計を検知部として用いることができる。つまり重量計によって乾燥後のろ過材の重量などから定量することが可能である。通常の運用では、ろ過速度やろ過圧力などの測定値からろ過で除去されたケイ酸塩量を推算し、ケイ酸塩量に相当する量のアルカリを添加する方法をとることができる。この時のアルカリ量は、除去されたケイ酸塩と等量のアルカリより過剰な量を添加する方が、エッチング状態を保つことが可能であり好ましいことが多い。ろ過されずにエッチング槽に残留しているケイ酸塩がエッチングに影響しており、この影響は、過剰に加えたアルカリによって小さくすることができるためであると考えられる。添加するアルカリ量は、除去したケイ酸塩の相当量の１２０％以上、５００％未満のアルカリ量が好ましく、１５０％以上、３００％未満がさらに好ましい。１２０％未満では、アルカリ量が少なく徐々にエッチング速度が低下したり、不溶生成物の生成量が増加したりする傾向がある。５００％を超えるような添加量では、アルカリが多くなりすぎ、テクスチャーの欠陥が逆に増えてしまうおそれがある。
【００２９】
エッチング補助成分の補給量は使用する薬剤によって異なるため一概に規定できないが、初期のエッチング液作成に使用した量の５０％以下が好ましい。アルカリ成分の添加によって変動するエッチング液中のアルカリ成分とエッチング補助剤のバランスも考慮することが好ましい。
【００３０】
ろ過に用いるろ過材としては、繊維が集積されて形成された不織布や、織布、粒子状物質が集積して形成された多孔体、短繊維が集積された紙、あるいはこれらの複合体が使用できる。この中で、不織布はエッチング液の透過性と不溶生成物の除去性を両立できるろ過材として形成することが容易であり好ましい。
【００３１】
好ましいろ過材は、繊維径が２００μｍ以下の繊維からなり、直径１μｍの球状樹脂粒子を７０％以上、９５％以下の個数を捕捉するろ過性能を有する不織布が好ましい。７０％未満の捕捉率の場合には、不溶生成物の捕捉性が悪くなり、効果が得られにくい場合があり好ましくない。９５％を超えるようなろ過材は、問題になることは少ないが、目詰まりしやすく頻繁なろ過材交換が必要になる場合がある。より望ましくは、不織布は、繊維径が５０μｍ以下の親水性繊維で構成するのが望ましい。
【００３２】
ろ過部を構成する材料としては０．１μｍ以上１０μｍ以下の繊維径を持つ親水性繊維を材料とし、繊維同士を結合させず絡めることによって形成する物、特に不織布が好ましい。親水性繊維の繊維径が０．１μｍに未たないと、ろ過物との接触面積が小さくなり、不定形の不溶生成物が切れて通過するなど、本来残留すべきろ過物が通過してしまう。一方親水性繊維の繊維径が１０μｍを越えると、太くなりすぎ、繊維自体の弾力性が低下し、不溶生成物がろ過部の不職布にぶつかって壊れ、通過してしまうという問題が生じる。例えば水流絡合法によって繊維を絡めることによって作られた不織布は繊維同士が柔軟に動くことができる。このため不定形である不溶生成物の形態に合わせた形状に柔軟に変化することができ、繊維と不溶生成物の接触面積を多く取ることができ、多くの不溶生成物を繊維内に留めることができるため好ましい。
【００３３】
なお、不織布で構成されるろ過材の厚さはある程度厚いものとして形成されている方が好ましい。不溶生成物は柔軟な形態であることが多いので、目詰まりをさせやすい。ろ過材に厚みを持たせることで、目詰まりをしにくくすることが可能である。不織布の厚さは、ＪＩＳ  Ｌ１９１３での測定において１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上がさらに好ましい。何枚かの不織布を重ねてこの厚みとすることもできる。厚みが１ｍｍ未満の場合には、不溶生成物を蓄積する十分な体積を確保し難いため、目詰まりしやすく好ましくない。
【００３４】
ろ過材に用いる繊維は、各種の材質のものが利用できる。ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、レーヨン、ナイロン、アクリル繊維ビニロン、アラミド繊維、綿、パルプ、絹などや、これらを組み合わせたものが使用可能である。バインダーや表面処理材が付着していてもよい。ポリオレフィンは耐薬品性を有し、不純物の放出も少なく、吸湿性も少ないためろ過材として適している。特にポリプロピレンは耐熱性も有しており好ましい。ポリエステルは耐熱性に加、吸湿性も少なく、汎用素材として多く用いられており、ろ過材として適している。アクリル繊維は耐薬品性に優れ、熱や光による劣化が少なく、ろ過材として適している。ビニロン、アラミド繊維は強度の高いろ過材を形成でき、ろ過材として好ましい。
【００３５】
不溶生成物のろ過においては、繊維の表面が親水性のものを用いると捕集の効率が高くなり好ましい。親水性は接触角で判定できる。素材の平坦面の水の接触角が６０°以下が好ましく、４５°以下がさらに好ましい。ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレート等は素材としては親水性が低い。紫外線、電子線の照射や、過酸化物やラジカル等の活性化学種による反応、親水性樹脂のコーティングにより、表面の親水性を高めることで使用することができる。ここでの過酸化物やラジカルは、オゾン、過酸化水素、過硫酸・過炭酸・過蟻酸・過酢酸やその塩、ベンゾイルパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、アゾビスイソブチロニトリル等の重合開始剤として用いられる化合物類などが使用できる。このような親水化処理は、ポリプロピレンなどの耐アルカリ性、低価格等の性能を有するものを用いて、不溶生成物の捕捉性能の向上を図るという点で有効である。
【００３６】
ろ過部でろ過材として用いられる繊維はアルカリ性のエッチング液と接触するため、アルカリ耐性を示すポリプロピレンやポリエチレンテレフタレートやポリエチレンやビニロンに、親水性処理を施した上で用いることが好ましい。
【００３７】
ろ過材はエッチング液と接触させる前に、アルカリ水溶液で洗浄しておくことが好ましい。エッチング液にろ過材に付着している物質やろ過材から溶出する物質が混入すると、エッチング性能に大きな影響を与えテクスチャーの品質が低下してしまうおそれがある。アルカリ水溶液の洗浄で、このような混入物を抑制することが可能となり、安定で良好なエッチングが可能になる。一般的には、洗浄は水や界面活性剤が混合された水で行われることが多いが、このような洗浄では、付着物の除去はある程度可能であるが、アルカリとの反応によって溶解性を増してエッチング液に溶解する物質の除去はできないため、十分な洗浄効果が得られない。また、界面活性剤を使用した場合これが確実に除去できないと、界面活性剤自体が汚染物質となってしまう。洗浄に用いるアルカリ水溶液は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、炭酸ナトリウム等の無機アルカリ、水酸化アンモニウムとコリンおよびテトラメチル水酸化アンモニウム等の有機アルカリの水溶液を使用できる。エッチング液に用いられているアルカリと同一のものを使用すると、ろ過されたエッチング液への混入が起こっても問題ないので好ましい。
【００３８】
アルカリ水溶液による洗浄は、ろ過材をアルカリ水溶液に浸漬する方法、ろ過材に対しアルカリ水溶液をスプレー等で振り掛ける方法等が利用可能である。アルカリ水溶液は常温であっても、加熱していてもよい。洗浄後、水で洗浄することで、アルカリ水溶液と剥離した汚染物質を除去することも好ましい。
【００３９】
アルカリ水溶液の濃度は、無機アルカリの場合には０．１質量％以上、１５質量％以下が好ましい。０．１質量％以下の場合には、アルカリの効果が得られない。１５質量％以上では、アルカリ水溶液洗浄後の水洗浄の水管理が困難になったり、水洗浄を省略した場合、エッチング液のアルカリ濃度が変動しやすくなったりするため好ましくない。有機アルカリの場合は、０．５質量％以上、２５質量％以下が好ましい。０．５質量％以下の場合には、アルカリの効果が得られない。２５質量％以上では、アルカリ水溶液洗浄後の水洗浄の水管理が困難になったり、水洗浄を省略した場合、エッチング液のアルカリ濃度が変動しやすくなったりするため好ましくない。有機アルカリの場合、５質量％を超える場合においては、無機アルカリの場合に比べて疎水性物質が除去されやすいという利点がある。
【００４０】
アルカリ水溶液の濃度に関しては、上記範囲において効果は得られるが、特に、エッチング液のアルカリ濃度に着眼して選定することも、確実な効果を得るという点で有効である。エッチング液のアルカリ濃度より、高いアルカリ濃度に設定することで、より安定な効果が得られる。アルカリ水溶液による洗浄は、アルカリ濃度により溶出する成分が異なるため、洗浄液とエッチング液のアルカリ濃度が異なると、確実にエッチング液中での溶出を抑えることができない場合がある。エッチング液を基準としたアルカリ水溶液の濃度としては、エッチング液のアルカリ濃度の５０質量%以上、２００質量%以下が好ましい。この範囲を外れたものであっても、上記のアルカリ濃度の好ましい範囲内であれば洗浄の効果は得られるが、エッチング液に対しての少量の溶解物が生じてしまう可能性がある。
【００４１】
ろ過材からエッチング液に溶解する成分は、上記アルカリ水溶液による洗浄で抑制できるが、膨潤や遅い速度の分解反応による材質の長時間での劣化が原因の溶出は抑えることは困難である。長時間での劣化はろ過材の素材の改質で抑制することができる。改質は、電子線やガンマ線の照射が有効である。特に、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、アクリル樹脂やその誘導体樹脂、綿、パルプなどのエッチング液に対する膨潤性、溶解性を抑えることができるため好ましい。
【００４２】
アルカリ水溶液による洗浄は、２５℃あるいは室温から１００℃以下の温度の溶液のアルカリ性溶液を利用する。２５℃以下の処理においても効果は得られるが、処理時間が長くなってしまうおそれがある。１００℃を超える温度では、アルカリ水溶液が蒸発し、濃度管理が困難になる場合がある。
【００４３】
まず、半導体基板１０へのテクスチャー形成（図６−１、図６−２のステップＳ１０）に際しては、あらかじめろ過材をアルカリ水溶液で洗浄する（ステップＳ１０１）。そしてこのろ過材を装着しろ過部６をセットする（ステップＳ１０２）。そして半導体基板１０をエッチング槽に浸漬し、テクスチャーエッチングを行なう（ステップＳ１００）。そして再びステップＳ１０１に戻る。このとき、ろ過部６では不溶生成物がろ過材に吸着され、エッチング液中のアルカリ成分濃度、シリコン濃度などが低下するため、アルカリ成分とエッチング補助成分を追加する（ステップＳ１０３）。
【００４４】
該前処理を施された繊維は分子鎖の末端がヒドロキシル化し親水性の性質を示すようになり、親水性の不溶生成物を十分捕獲できるようになり、ろ過部６に使用することが可能となる。ろ過部６はｐ型単結晶シリコン基板のエッチング中に生成される不溶生成物を除去し、不溶生成物のｐ型単結晶シリコン基板である半導体基板１０ヘの付着に伴うテクスチャー形成の阻害あるいは界面活性剤の働きの阻害を防止しエッチングを行うことができる。その結果、第１導電型の半導体基板１０に隙間なく均一にテクスチャー１０Ｔが形成される（図４−２、図５）。
【００４５】
このようにして表面にテクスチャー１０Ｔの形成された半導体基板１０に対し、一般的に用いられている工程を経て、第１導電型の半導体基板１０への第２導電型層１１、絶縁層１２、受光面側電極１３、第１導電型層１４、裏面側電極１５の形成を行い、太陽電池セルが形成される。図６−１は、太陽電池の製造方法を示すフローチャートである。
【００４６】
例えば、上記のテクスチャー形成処理（ステップＳ１０）が完了した半導体基板１０を熱拡散炉へ投入し、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）蒸気の存在下で加熱し半導体基板１０の表面にリンガラスを形成し半導体基板１０にリンを拡散させ、第２導電型層１１を形成し、ｐｎ接合を形成する（ステップＳ２０）。なお、ここではｐ型のシリコン基板を使用したため、ｐｎ接合を形成するため異なる導電型のリンを拡散させたが、ｎ型シリコン基板を使用した際はｐ型の不純物を拡散させればよい。
【００４７】
次にフッ酸溶液中で半導体基板１０のリンガラス層を除去し、半導体基板１０の受光面側の面以外に形成された第２導電型層１１を除去した後（ｐｎ分離：ステップＳ３０）、絶縁層１２としてプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮ膜を第２導電型層１１上に形成する（反射防止膜の形成：ステップＳ４０）。絶縁層１２の膜厚および屈折率は、光反射を抑制する値、あるいは表面欠陥を終端する値、を念頭にそれぞれが両立する最適な値に設定する。なお、屈折率の異なる層を堆積してもよい。また、絶縁層１２は、スパッタリング法など、異なる成膜方法により形成してもよい。
【００４８】
次に半導体基板１０の受光面に銀の混入したペーストを櫛状にスクリーン印刷法にて印刷し（ステップＳ５０）、半導体基板１０の裏面側にアルミニウムの混入したペーストを全面にスクリーン印刷法にて印刷した後（ステップＳ６０）、焼成処理を施し（ステップＳ７０）、受光面側電極１３、裏面側電極１５を形成する。焼成は大気雰囲気中において、例えば８００℃にて実施する。また、焼成により裏面側電極１５の成分がｎ型単結晶シリコン基板からなる半導体基板１０の裏面側に拡散し、第１導電型層１４が形成される。以上のようにして図３に示す太陽電池が作成される。
【００４９】
上述したように本実施の形態の太陽電池の製造装置は、テクスチャー形成のためのエッチング装置において、半導体基板１０とエッチング液１が反応し生成される、あるいは環境中より混入しエッチング液１と反応し生成する、不溶生成物を除去できるろ過部６を具備している。ろ過部６はアルカリ溶液による洗浄処理を施され親水性を付加された高分子材料（樹脂繊維）あるいはオゾン処理により親水性を付加された高分子材料（樹脂繊維）からなる。
【００５０】
従来のシリコン基板より溶出するドーパントイオンを除去する方法では、不溶生成物は除去できない。そのため不溶生成物がシリコン基板の表面に付着し、該付着部のテクスチャー形成が妨げられる。また、不溶生成物によりエッチング液中の異方性を助長する界面活性剤成分、例えばカプリル酸の働きが阻害され、理想的なテクスチャー形成の実現が困難である。
【００５１】
しかしながら、本実施の形態１の太陽電池の製造装置では、エッチング液１中の不溶生成物を除去できるろ過部６を備えるため、不溶生成物がエッチング液１中から除去されエッチング液１が循環されるため、半導体基板１０上へのテクスチャー形成が全面に均一に進み、理想的なテクスチャーが形成される。
【００５２】
加えて、ろ過部６において不溶生成物に含有され除去されたアルカリ成分とエッチング補助剤の成分を添加し補充することで、連続して処理する際のエッチング液１中のアルカリ成分とエッチング補助剤を理想的なバランスに維持できる。そのため、薬液を交換せずに連続して多数のシリコン基板に理想的なテクスチャーを形成することができる。
【００５３】
したがって、実施の形態１によれば、太陽電池セルの受光面側に均一なテクスチャーが形成された、高い光利用効率と高い開放電圧とを有し、光電変換効率に優れた太陽電池セルが実現される。
【００５４】
以上説明してきたように、本実施の形態１は、シリコン系の半導体基板表面にｐｎ接合を形成した太陽電池の製造に用いられ、この半導体基板表面にテクスチャーを形成するためのエッチング装置である。この装置は、強アルカリ系のエッチング液と、エッチング液を保持し、エッチング液中に、半導体基板を浸漬することでテクスチャーエッチングを行なうエッチング槽と、エッチング液をろ過する親水性繊維部を備えた、ろ過部とを具備している。そしてこのエッチング槽は、エッチング液を循環する循環部を具備し、循環により繰り返し使用されるように構成される。この構成により、半導体基板への付着あるいは界面活性剤との結合によりテクスチャー形成を阻害する混入物を除去でき、テクスチャーを一様に形成することができる。親水性繊維からエッチング液に溶出する不純物を予め除去しておくことにより、テクスチャー形成への悪影響の発生も回避できる。その結果、理想的なテクスチャーを半導体基板に形成することができ、半導体基板への光入射量が増加し、光生成キャリアを増加させることができる。
【００５５】
実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１で説明した太陽電池の製造装置におけるテクスチャー形成のためのエッチング装置についての変形例について説明する。実施の形態２にかかる太陽電池の製造方法は、テクスチャー形成のためのエッチング装置を除いて実施の形態１と同様であるので、実施の形態１を参照することとして詳細な説明は省略する。図７は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池のテクスチャー形成のためのエッチング装置を説明するための装置構成の概念図である。
【００５６】
上述した実施の形態１にかかるエッチング装置においては、不溶生成物を除去可能なろ過部６を有する装置構成を用いていた。実施の形態２にかかるエッチング装置では、ろ過部６にバイパス流路４ｂを有し、多量の柔軟な不溶浮遊物がろ過部６のフィルター上に蓄積しエッチング液１のろ過流量が減少した際に発生するろ過フィルターへの圧力増加を防止する。
【００５７】
例えば、実施の形態１に示すろ過部６に、ろ過面６ｓから上流側、例えば５０ｍｍ離したろ過部６内に流出口６ｏを設け、エッチング液１をろ過部６から流出させるようにしている。該流出口６ｏはバイパス流路４ｂを経てろ過部６後の循環部４に接続され、流出したエッチング液１はろ過部６の外部を通り循環部４に戻される。その結果、ろ過部６に不溶生成物が蓄積しフィルターの目詰りが発生した際においても、ろ過部６へ流入するエッチング液１は流出口６ｏを通りバイパス流路４ｂを経てエッチング槽２へと戻される。流出口６ｏを備えたろ過部６は一定以上のエッチング液を保持しないため、エッチング液によるフィルターヘの圧力増加を防ぐことができる。加えて、ろ過面６ｓより上流側に離れて流出口６ｏを備えることにより、フィルター面に捕捉された不溶生成物の流出を防ぐことができる。エッチング液１中のエッチング液１よりも比重の重い不溶生成物をフィルター上に沈殿させることも可能となる。したがって、フィルター面から流出口６ｏに至る距離のかさ高分の不溶生成物を蓄積させることが可能となる。したがって、同一のエッチング液に対し多量のｐ型シリコン基板を処理した際においても不溶生成物の増加を防ぐことができる。
【００５８】
加えて、実施の形態１同様にろ過部６において除去された柔軟な不溶生成物中に含まれるアルカリ成分やエッチング補助剤を検出しフィードバックを行う制御部７も備えているため、薬液を交換することなく理想的なテクスチャーをシリコン基板に形成できる。
【００５９】
上述のように、実施の形態２における太陽電池の製造方法におけるテクスチャー形成のためのエッチング工程では、多量のｐ型単結晶シリコン基板を処理した後もエッチング液中の不溶生成物の増加を防ぐことができ、ｐ型単結晶シリコン基板への不溶生成物の付着あるいは界面活性剤の働きの阻害が防止され、ｐ型単結晶シリコン基板の全面に渡る均一なテクスチャーが形成される。したがって、多量のｐ型単結晶シリコン基板を処理した際においても、高い光利用効率と高い開放電圧とを有し、光電変換効率に優れた太陽電池が実現される。
【００６０】
また、多量の半導体基板のエッチング処理を行った後には不溶生成物がろ過部に蓄積しろ過フィルターが目詰りすることがある。しかしながらろ過部にバイパス流路を備えることにより、目詰りしたろ過フィルターに圧力がかかることを防ぐことができ、不溶生成物がろ過フィルターを通過するのを防ぐことができる。そのため、半導体基板に一様にテクスチャーを形成でき、光生成キャリアを増加させることができる。
【００６１】
実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態１で説明した太陽電池の製造装置におけるテクスチャー形成のためのエッチング装置の変形例について説明する。実施の形態３にかかる太陽電池の製造装置を用いた太陽電池の製造方法は、エッチング装置を除いて実施の形態１と同様であるので、実施の形態１を参照することとして詳細な説明は省略する。図８は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池のテクスチャー形成のためのエッチング装置を説明するための装置構成の概念図である。
【００６２】
上述した実施の形態１にかかるエッチング装置においては、不溶生成物を除去可能なろ過部６をエッチング槽２の外に有していた。実施の形態３にかかるエッチング装置では、エッチング槽２が内槽２ａと外槽２ｂからなり、エッチング液１が内槽２ａより溢れて外槽２ｂに供給されるオーバーフローエッチング槽を使用する。理解の容易のために外槽２ｂを内槽２ａの片側のみに記載したが、内槽２ａの周りのいずれかあるいは全てに面して設置されていればよい。内槽２ａにはｐ型単結晶シリコン基板からなる半導体基板１０とカセット３が浸漬され、内槽２ａより溢れたエッチング液１は図中矢印の方向に流れて外槽２ｂに移動する。溢れたエッチング液１は外槽２ｂに設置されたろ過フィルターからなるろ過部６を通過し外槽２ｂ下部の液だまりのエッチング液１Ｓに合流する。該液だまりのエッチング液１Ｓは循環部４Ｓとポンプ５Ｓを介し内槽２ａへと戻る。図８においては理解の容易のためろ過フィルターからなるろ過部６を１箇所のみに示したが、複数枚を設置してもよく、ろ過フィルターの枚数を制限するものではない。また、外槽２ｂの全域あるいは一部にろ過フィルターを設置すればよく、ろ過フィルターの設置面積を制限するものではない。
【００６３】
ろ過フィルターからなるろ過部６は実施の形態１におけるエッチング装置のろ過部６と同様に前処理を施された親水性繊維により構成される。該親水性繊維はアルカリ溶液を用いた洗浄により親水性を付加した繊維、例えばポリオレフィンやポリエステル、あるいはオゾン処理による酸化処理を用い親水性を付加した繊維、例えばポリプロピレンを利用する。ろ過フィルターからなるろ過部６は外槽２ｂに設置されるため、前述の実施の形態１〜２にかかる太陽電池の製造装置におけるろ過部６よりもろ過面積を容易に増大させることができる。加えて、ろ過部６のろ過フィルターには内槽２ａより溢れ出たエッチング液１のみが供給される。溢れ出たエッチング液１はポンプ５Ｓを介していないため、流速が遅く、ろ過フィルターからなるろ過部６にかかる圧力が重力によるもののみとなる。この重力による圧力はポンプにより印加される圧力よりも低く、柔軟な不溶生成物をろ過フィルターに残留させることができ、効率的にエッチング液１から柔軟な不溶生成物を除去できる。加えて外槽２ｂに設置されたろ過部６は容易にろ過フィルターを交換でき、循環部４Ｓの外に設置されているため、テクスチャー形成処理を中断することなくろ過フィルターの交換ができる。
【００６４】
上述した実施の形態３によれば、ろ過フィルターからなるろ過部６のろ過面積を広く設計できると共に、ろ過フィルターへ供給されるエッチング液１の圧力が低いため、柔軟な不溶生成物を効率的にエッチング液１より除去できる。その結果、ｐ型シリコン基板上に付着した柔軟な不溶生成物あるいは柔軟な不溶生成物による界面活性剤の働きの阻害現象が発生することがなくなり、ｐ型単結晶シリコン基板上に隙間なく均一なテクスチャーが形成される。加えて、ろ過フィルターがエッチング槽２の外槽２ｂに設置されるため、処理を止めることなくろ過フィルターの交換が可能となり装置の連続稼動性を向上させることができ生産性を上げることができる。
【００６５】
さらには実施の形態１同様、ろ過により除去されたアルカリ成分とエッチング補助剤を補給するアルカリ添加機構９ａと、エッチング補助剤添加機構９ｂと、が備えられており、制御部７と制御ライン８によってエッチング液１が理想的な状態であるように制御される。そのため連続して処理する際のアルカリ成分とエッチング補助剤のバランスの崩れによるテクスチャー形成不良を防ぐことができ、均一で理想的なテクスチャーを形成できる。
【００６６】
したがって、実施の形態３にかかる太陽電池の製造装置によれば、高い光利用効率と高い開放電圧とを有し、光電変換効率に優れた太陽電池が実現され、該太陽電池を高い生産性の下で製造することができる。
【００６７】
以上のように、本実施の形態によれば、内槽２ａより溢れ出たエッチング液１を外槽２ｂに設置したろ過フィルターに供給するため、かかる圧力がエッチング液１の重力のみとなり、低圧力でのろ過が可能となる。加えて処理を止めること無く、ろ過部（ろ過フィルター）を交換することが可能となり、連続して半導体基板に一様にテクスチャーを形成でき、光生成キャリアを増加させた太陽電池を製造できる。
【００６８】
実施の形態４．
実施の形態４にかかる太陽電池の製造装置は、テクスチャー形成のためのエッチング装置の装置構成を除き、実施の形態１と同様であるので、実施の形態１を参照することとして詳細な説明は省略する。図９は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池の製造装置のテクスチャー形成のためのエッチング装置を説明するための装置構成の概念図である。図１０は、このエッチング装置で用いられるカセットを示す斜視図である。
【００６９】
実施の形態４におけるエッチング装置では、エッチング槽２中にエッチング液１が満たされ、ｐ型単結晶シリコン基板からなる半導体基板１０がカセット３に挿入され浸漬されている。カセット３には側面および底面に親水性繊維部１６が装着されている。ろ過部を構成する親水性繊維部１６は、実施の形態１同様、アルカリ溶液を用いた洗浄により親水性を付加した繊維、例えばポリオレフィンやポリエステル、あるいはオゾン処理による酸化処理を用い親水性を付加した繊維、例えばポリプロピレン、を利用する。
【００７０】
カセット３に装着された親水性繊維部１６はエッチング槽２内にてエッチング液１の対流に晒される。エッチング処理中に親水性繊維部１６にエッチング液１が衝突し、親水性繊維部１６を通過するエッチング液１が存在するようになり、エッチング液１と共に流れている不溶生成物が親水性繊維部１６に絡め取られる。
【００７１】
カセット３に装着された親水性繊維部１６にはエッチング液中の不溶生成物が捕捉され、エッチング液中の不溶生成物が除去される。加えて、カセット３はテクスチャー形成終了後にエッチング槽２から取り出されて、洗浄工程へと運ばれる。該洗浄工程ではカセット３ごと洗浄処理が施されるため、カセット３に備え付けられた親水性繊維部１６も洗浄される。この親水性繊維部１６にはエッチング工程中に捕獲された不溶生成物が蓄積しているが、洗浄工程中に該蓄積した不溶生成物を除去することができ、親水性繊維部１６に不溶生成物が残留しない。したがって、洗浄工程終了後には親水性繊維部１６は不溶生成物を再度捕獲できる状態となり、親水性繊維部１６を交換すること無くカセット３と共に繰り返して利用することが可能となる。加えて、処理する度に不溶生成物がテクスチャー形成装置外へ持ち出されるため、繰り返し処理した際のエッチング液１中の不溶生成物の経時的な増加を防ぐことができる。その結果、親水性繊維の交換工程を必要とせずに不溶生成物を繰り返し除去でき、エッチング液１中の不溶生成物を除去できる工程となる。すなわち、エッチング液１中の不溶生成物がｐ型単結晶シリコン基板（半導体基板１０）表面に付着しテクスチャー形成を阻害する作用や界面活性剤の働きを阻害する作用を防止することができ、ｐ型単結晶シリコン基板表面全面に均一にテクスチャーを形成することができる。さらに、同一のエッチング液１を繰り返し利用した際においてもエッチング液中の不溶生成物の増加を防ぐことができ、エッチング液の使用回数を増加させることができる。
【００７２】
加えて、本実施の形態４にはカセット搬送機１７にカセット搬送中に親水性繊維部１６に捉えられた柔軟な不溶生成物に含まれるアルカリ成分やエッチング補助剤の量を測定する機構、例えば処理前後に重量測定を行なう重量変化測定機構、が備えられている。そして、制御部７と、アルカリ添加機構制御ライン８ａ、あるいはエッチング補助剤添加機構制御ライン８ｂとを介し、アルカリ添加機構９ａ、あるいはエッチング補助剤添加機構９ｂと、が接続される。アルカリ添加機構９ａと、エッチング補助剤添加機構９ｂと、によりアルカリ成分とエッチング補助剤が添加され、エッチング液１を前述の理想的な状態に維持する。したがって、繰り返して処理を行ったとしてもエッチング液１中のアルカリ成分とエッチング補助剤のバランスを崩すことなく処理が可能となり、半導体基板１０上に理想的なテクスチャーを形成できる。
【００７３】
本実施の形態によれば、半導体基板１０と共にエッチング液１に浸漬されるカセット３に不溶生成物を捕獲することができる親水性繊維部１６が備え付けられる。カセット３と親水性繊維部１６は共に半導体基板１０のエッチング処理後に洗浄工程へと持ち出される。このため、エッチング液中の不溶生成物が親水性繊維部１６に捕獲され持ち出されるためエッチング槽２から除去される。加えて、洗浄工程においては親水性繊維部１６に捕獲されている不溶生成物を取り除くことが可能となり、カセット３と共に親水性繊維部１６も不溶生成物を捕獲する前の初期状態に戻るため、繰り返し使用できる。エッチング槽２には洗浄され不溶生成物の捕獲性能が初期状態と同様の親水性繊維が浸漬されるため、不溶生成物の除去効果を維持できる。その結果、繰り返し処理した際においてもエッチング液１中の不溶生成物が効果的に除去され、半導体基板１０に一様にテクスチャーを形成できる。加えて、親水性繊維に捕獲されたアルカリ成分とエッチング補助成分をエッチング液に補給する機構を備えるため、常にエッチング液中のアルカリ成分とエッチング補助成分を理想的なバランスに維持できる。これにより安定して理想的なテクスチャーを形成することが可能となり、光生成キャリアを増加させた太陽電池を製造することができる。
【００７４】
上述のように、本実施の形態４にかかる太陽電池の製造装置によれば、光利用効率の高い、光電変換効率に優れた太陽電池が実現される。加えて、該太陽電池を効率的に生産できる装置が実現される。
【００７５】
次に、本実施の形態４のエッチング装置で用いられるカセットの変形例１として、図１１に示すように、カセット２３の側面２３ａおよび底面２３ｃを親水性繊維板２６で形成したものも有用である。２３ｂは半導体基板１０を支持するためのリブである。この例では、前記実施の形態４のカセットよりも親水性繊維の表面積を大きくすることができ、不溶生成物の捕獲効率を高めることができる。この親水性繊維板２６にはエッチング工程中に捕獲された不溶生成物が蓄積し、かつエッチング終了後、カセットをエッチング液１から引き上げる際に、カセット２３の内側にある不溶生成物をより効率よく捕獲することができる。そして実施の形態４の場合と同様、カセット２３の洗浄工程中に該蓄積した不溶生成物を除去することができ、親水性繊維板２６に不溶生成物が残留しない。したがって、洗浄工程終了後には親水性繊維板２６は不溶生成物を再度捕獲できる状態となり、親水性繊維板２６を交換すること無くカセット２３と共に繰り返して利用することが可能となる。加えて、処理する度に不溶生成物がテクスチャー形成装置外へ持ち出されるため、繰り返し処理した際のエッチング液１中の不溶生成物の経時的な増加を防ぐことができる。その結果、親水性繊維の交換工程を必要とせずに不溶生成物を繰り返し除去でき、エッチング液１中の不溶生成物を除去することができる。
【００７６】
次に、本実施の形態４のエッチング装置で用いられるカセットの変形例２について説明する。この例では、図１２に示すように、親水性繊維部３６を追加し内部空間を拡大したカセット３３について説明する。この例では半導体基板１０を支持するリブ３３ｂの形成された領域近傍まで、親水性繊維部３６を追加しエッチング液を保持する内部空間を拡げたことを特徴とするものである。本実施の形態では、カセット３３の底面３３ｃと、リブ３３ｂの形成された領域を除く、４つの側面３３ａ全体を、親水性繊維部３６で形成している。この例でも、エッチングに用いられて不溶生成物を含有したエッチング液をこのカセット３３内に一時的に保持し、カセット３３の引き上げ時に、エッチング液をろ過することになる。
【００７７】
このため、より効率よく不溶生成物を捕獲することができる。そして実施の形態４の場合と同様、カセット３３の洗浄工程中に該蓄積した不溶生成物を除去することができ、親水性繊維部３６に不溶生成物が残留しない。したがって、この場合も洗浄工程終了後には親水性繊維部３６は不溶生成物を再度捕獲できる状態となり、親水性繊維部３６を交換すること無くカセット３３と共に繰り返して利用することが可能となる。加えて、処理する度に不溶生成物がテクスチャー形成装置外へ持ち出されるため、繰り返し処理した際のエッチング液１中の不溶生成物の経時的な増加を防ぐことができる。その結果、親水性繊維の交換工程を必要とせずに不溶生成物を繰り返し除去でき、エッチング液１中の不溶生成物を除去することができる。
【００７８】
また、この親水性繊維部３６をカセット３３のカセット本体に対して着脱自在にしておき、エッチング終了後、カセット本体から外し、別の親水性繊維部３６を装着して使用するようにすれば、親水性繊維部３６の洗浄をより効率よく実施できる。また、繰り返し使用のための洗浄時間を短縮することができる。
【００７９】
本実施の形態４及び変形例１，２においては、半導体基板１０とエッチング液１が反応するとエッチング槽２内にエッチング液の上昇流が発生し、エッチング液の流れが発生する。エッチング液がカセット３，２３，３３内から天面に抜けるように出て行くため、天面からのエッチング液の流入が妨げられ、不溶生成物の流入も妨げられる。
【００８０】
一方、エッチング液は上昇し、カセット３，２３，３３内から天面に抜けたエッチング液１は、再度親水性繊維部１６，親水性繊維板２６，親水性繊維部３６を通過しカセット３，２３，３３内に戻る。エッチング液が親水性繊維部１６，親水性繊維板２６，親水性繊維部３６を通過する際に不溶生成物は繊維に絡め取られ、カセット３，２３，３３内に流入することがない。
【００８１】
したがって半導体基板１０には不定形の不溶生成物の影響を受けること無くテクスチャーが形成される。加えて、親水性繊維に絡め取られた不定形の不溶生成物はカセット３，２３，３３ごと次工程である洗浄工程へと運ばれ、親水性繊維部１６，親水性繊維板２６，親水性繊維部３６中の不定形の不溶生成物も洗浄され除去される。したがって、洗浄工程終了後には親水性繊維部１６，親水性繊維板２６，親水性繊維部３６は不定形の不溶生成物を再度捕獲できる状態となり、親水性繊維部１６，親水性繊維板２６，親水性繊維部３６を交換すること無くカセット３，２３，３３と共に繰り返して利用することが可能となる。
【００８２】
実施の形態５．
実施の形態５にかかる太陽電池の製造装置は、テクスチャー形成のためのエッチング装置の装置構成を除き、実施の形態４と同様であるので、実施の形態４を参照することとして詳細な説明は省略する。図１３は、このエッチング装置で用いられるカセットの親水性繊維取り付け部を示すもので、カセットから理解の容易のため親水性繊維を除いて描いた斜視図である。図１４は、図１３に示したカセットに親水性繊維を含めて描いた斜視図である。図１５は、実施の形態５にかかる太陽電池の製造装置の構造を示す概念図であり、半導体基板を保持したカセットをエッチング槽に浸漬して、反応させた際のエッチング液の流れを示す概略図である。側面及び底面の一部分に親水性繊維を記載したが、最大限の繊維面積を実現するため、カセットの形状を維持できる範囲内で、カセットの側面そのものを、親水性繊維を用いて構成してもよい。
【００８３】
実施の形態５におけるエッチング装置は、図１３に示すように、カセット３７を構成する側面及び底面に開口部３８，３９，４０が設けられている。本実施の形態では、図１４に示すようにカセット４１の開口部４２、つまり図１３の開口部３８，３９，４０に相当する部位に親水性繊維４３，４４，４５が設置される。親水性繊維は実施の形態１同様、親水性を付加した繊維、例えばポリオレフィンやポリエステル、あるいはオゾン処理による酸化処理を用い親水性を付加した、例えばポリプロピレン、を用いる。繊維からの溶出物を予め除去するため、アルカリ溶液を用いた洗浄を実施することが好ましい。カセット４１は側面と底面の開口部４２と親水性繊維４３を通じてエッチング槽４６内のエッチング液と接触する。
【００８４】
図１５にエッチング槽４６にエッチング液４７を投入し、半導体基板４９を保持したカセット４８をエッチング槽４６に浸漬させた際の薬液の流れを示す。半導体基板４９とエッチング液４７が反応するとエッチング槽４６内にエッチング液４７の上昇流が発生し、エッチング液の流れ５０が発生する。エッチング液４７がカセット４８内から天面に抜けるように出て行くため、天面からのエッチング液４７の流入が妨げられ、不溶生成物の流入も妨げられる。
【００８５】
一方、エッチング液４７は流れ５０の後にエッチング液４７の流れ５１と流れ５２に示すように流れ、再度底面の開口部と親水性繊維部５４と、側面の開口部と親水性繊維部５３と、を通過しカセット４８内に戻る。エッチング液４７が親水性繊維部５３，５４を通過する際に不溶生成物は繊維に絡め取られ、カセット４８内に流入することがない。
【００８６】
したがって半導体基板４９には不定形の不溶生成物の影響を受けること無くテクスチャーが形成される。加えて、親水性繊維に絡め取られた不定形の不溶生成物はカセット４８ごと次工程である洗浄工程へと運ばれ、親水性繊維中の不定形の不溶生成物も洗浄され除去される。したがって、洗浄工程終了後には親水性繊維部５３，５４は不定形の不溶生成物を再度捕獲できる状態となり、親水性繊維部５３，５４を交換すること無くカセット４８と共に繰り返して利用することが可能となる。
【００８７】
さらには、処理する度に不溶生成物がテクスチャー形成装置外へ持ち出されるため、繰り返し処理した際のエッチング液４７中の不溶生成物の経時的な増加を防ぐことができる。その結果、親水性繊維の交換工程を必要とせずに不溶生成物を繰り返し除去でき、エッチング液４７中の不定形の不溶生成物を除去できる。すなわち、エッチング液４７中の不溶生成物がｐ型単結晶シリコン基板（半導体基板４９）表面に付着しテクスチャー形成を阻害する作用や界面活性剤の働きを阻害する作用を防止することができ、ｐ型単結晶シリコン基板表面全面に均一なテクスチャーを形成することができる。
【００８８】
さらに、同一のエッチング液４７を繰り返し利用した際においてもエッチング液中の不溶生成物の増加を防ぐことができ、エッチング液の使用回数を増加させることができる。
【００８９】
本実施の形態によれば、半導体基板４９と共にエッチング液４７に浸漬されるカセット４８に不溶生成物を捕獲することができる親水性繊維部５３あるいは親水性繊維部５４またはその両方が備え付けられる。カセット４８と親水性繊維部５３，５４は共に半導体基板４９のエッチング処理後に洗浄工程へと持ち出される。
【００９０】
このため、エッチング液中の不溶生成物が親水性繊維部５３，５４に捕獲され持ち出されるためエッチング槽４６から除去される。
【００９１】
加えて、洗浄工程においては親水性繊維部５３，５４に捕獲されている不溶生成物を取り除くことが可能となり、カセット４８と共に親水性繊維部５３，５４も不溶生成物を捕獲する前の初期状態に戻るため、繰り返し使用できる。エッチング槽４６には、洗浄され不溶生成物の捕獲性能が初期状態と同様の親水性繊維が浸漬されるため、不溶生成物の除去効果を維持できる。
【００９２】
その結果、繰り返し処理した際においてもエッチング液４７中の不溶生成物が効果的に除去され、半導体基板４９に一様にテクスチャーを形成できる。これにより安定して理想的なテクスチャーを形成することが可能となり、光生成キャリアを増加させた太陽電池を製造することができる。
【００９３】
上述のように、本実施の形態５にかかる太陽電池の製造装置によれば、光利用効率の高い、光電変換効率に優れた太陽電池が実現される。加えて、該太陽電池を効率的に生産することのできる装置が実現される。
【００９４】
実施の形態６．
実施の形態６にかかる太陽電池の製造装置は、テクスチャー形成のエッチング装置のエッチング液循環部を除き、実施の形態５と同様であるため、実施の形態５を参照することとして詳細な説明は省略する。図１６は、本発明の実施の形態６にかかる太陽電池の製造装置のテクスチャー形成のためのエッチング装置を説明するための装置構成の概念図である。
【００９５】
実施の形態６におけるエッチング装置はカセット５５の底面に設置されている親水性繊維５６の下部にエッチング液の循環系５７の循環流の出口５９が位置するように構成されている。循環系５７はポンプ５８を介してエッチング槽６０からエッチング液６１を循環させており、不溶生成物は循環系５７を通過しエッチング槽６０の下部に戻る。エッチング液６１は、循環流の出口５９から吹き出される。循環流の出口５９から吹き出すエッチング液はカセット５５の底面に設置されている親水性繊維５６を通過してカセット５５内に入る。吹き出したエッチング液６１中の不溶生成物はカセット５５底面の親水性繊維５６に絡め取られカセット内に侵入することがない。特に、処理終盤の半導体基板６２とエッチング液６１との反応が終息し、反応によるカセット５５内のエッチング液６１の上昇流が弱くなった際に、カセット５５底面の循環流の出口５９から薬液を強制的に供給し継続的に上昇流を生じさせることができる。これにより、天面の開口部から、不溶生成物がカセット５５内ヘ侵入するのを防ぐことができ、処理終盤においてもカセット内に不溶生成物が無い状態を作り出すことができる。したがって半導体基板６２には処理の開始から終了まで不溶生成物の影響を受けること無くテクスチャーが形成される。
【００９６】
本実施の形態によれば、カセット５５底面の親水性繊維５６にエッチング液６１の循環流が当たるように循環流の出口５９が設置される。処理終盤の半導体基板６２とエッチング液６１との反応が収まった際にもカセット５５底部からエッチング液６１が供給され、親水性繊維の設置されていない開口部からのカセット５５内へのエッチング液６１の侵入を防ぐことができる。すなわち、処理終盤においても親水性繊維を通過したエッチング液のみがカセット内に供給され、エッチング液に含まれる不定形の不溶生成物は親水性繊維５６に捕獲される。したがって半導体基板６２に一様にテクスチャーが形成できる。これにより安定して理想的なテクスチャーを形成することが可能となり、光生成キャリアを増加させた太陽電池を製造することができる。
【００９７】
本実施の形態では理解の容易のため底面に循環流の出口と該出口に対面するようにカセット底面の親水性繊維を設置したが、カセット側面の親水性繊維に循環流が当たるように循環流の出口をエッチング槽の側面に設置しても良く、本発明を制限するものではない。
【００９８】
さらにまた、本方法で適用可能な半導体基板としては単結晶および多結晶シリコン基板だけでなく、強アルカリ薬液で処理されるシリコン系基板全般に適用可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上のように、本発明にかかる太陽電池の製造装置は、光利用効率が高く、光電変換効率に優れた太陽電池の製造に有用であり、特に、結晶シリコン系基板を用いた太陽電池の製造に適している。これは、特に、テクスチャーを形成した結晶系シリコン基板表面に拡散によりｐｎ接合を形成する場合に、特にテクスチャーの分布が光電変換特性を左右するためである。
【符号の説明】
【０１００】
１  エッチング液、２  エッチング槽、２ａ  内槽、２ｂ  外槽、３，２３，３３  カセット、４  循環部、４ｂ  バイパス流路、５  ポンプ、６  ろ過部、７  制御部、８  制御ライン、９  添加機構、９ａ  アルカリ添加機構、９ｂ  エッチング補助剤添加機構、ａ  アルカリ性薬液、ｂ  エッチング補助剤、１０  第１導電型の半導体基板（ｐ型単結晶シリコン基板）、１０Ｔ  テクスチャー、１１  第２導電型層、１２  絶縁層、１３  受光面側電極、１４  第１導電型層、１５  裏面側電極、１６  親水性繊維部、２６  親水性繊維板、３６  親水性繊維部、３７  カセット、３８  開口部、３９  開口部、４０  開口部、４１  カセット、４２  開口部、４３  親水性繊維、４４  親水性繊維、４５  親水性繊維、４６  エッチング槽、４７  エッチング液、４８  カセット、４９  半導体基板、５０  エッチング液の流れ、５１  エッチング液の流れ、５２  エッチング液の流れ、５３  親水性繊維部、５４  親水性繊維部、５５  カセット、５６  親水性繊維、５７  循環系、５８  ポンプ、５９  循環流の出口、６０  エッチング槽、６１  エッチング液、６２  半導体基板。
【図１】
2014038277.tif 000003
【図２】
2014038277.tif 000004
【図３】
2014038277.tif 000005
【図４−１】
2014038277.tif 000006
【図４−２】
2014038277.tif 000007
【図５】
2014038277.tif 000008
【図６−１】
2014038277.tif 000009
【図６−２】
2014038277.tif 000010
【図７】
2014038277.tif 000011
【図８】
2014038277.tif 000012
【図９】
2014038277.tif 000013
【図１０】
2014038277.tif 000014
【図１１】
2014038277.tif 000015
【図１２】
2014038277.tif 000016
【図１３】
2014038277.tif 000017
【図１４】
2014038277.tif 000018
【図１５】
2014038277.tif 000019
【図１６】
2014038277.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月29日(2016.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン系の半導体基板表面にｐｎ接合を形成した太陽電池の製造に用いられ、前記半導体基板表面にテクスチャーを形成するためのエッチング装置であって、
強アルカリ系のエッチング液と、
前記エッチング液を保持し、前記エッチング液中に、前記半導体基板を浸漬することでテクスチャーエッチングを行なうエッチング槽と、
前記エッチング液をろ過する親水性繊維部を備えたろ過部とを具備し、
前記親水性繊維部は、繊維同士が交差する点において結合せずに絡まっていることを特徴とする太陽電池の製造装置。
【請求項２】
前記親水性繊維部は、繊維径２００μｍ以下の親水性繊維で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項３】
前記親水性繊維部は、繊維径０．１〜１０μｍの親水性繊維で構成されたことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項４】
前記半導体基板を支持するカセットを具備し、
前記半導体基板は前記カセットごと、エッチング液に浸漬され、エッチング終了後、前記カセットごと、エッチング液から引き上げられるように構成され、
前記ろ過部は、前記カセットに装着された親水性繊維部であることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項５】
前記カセットの側面あるいは底面に開口部が設けられ、前記開口部は前記親水性繊維により覆われることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項６】
前記エッチング槽は、前記エッチング液を循環する循環部を具備したことを特徴とする請求項４または５に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項７】
前記カセットの開口部に設置された親水性繊維に向かってエッチング液が噴き出るように、前記循環部の出口が設置されることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項８】
前記ろ過部によって除去されたアルカリ成分とエッチング補助成分の量を検知する検知部を有し、該検知された量に基づき前記アルカリ成分と前記エッチング補助成分を前記エッチング液に補給する補給部を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項９】
前記ろ過部に接続され、ろ過部を経由することなく直接エッチング槽に帰還するバイパス流路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項１０】
前記エッチング槽は、内槽と外槽を備えるオーバーフロー槽であり、
前記ろ過部は前記外槽に設けられた親水性繊維部からなるろ過フィルターであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項１１】
前記親水性繊維部は、表面を親水化された高分子材料からなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項１２】
前記親水性繊維部は、厚さ１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項１３】
前記親水性繊維部は、厚さ２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池の製造装置。
【請求項１４】
強アルカリ系のエッチング液と、
前記エッチング液を保持し、前記エッチング液中に、シリコン系の半導体基板を浸漬することでテクスチャーエッチングを行なうエッチング槽と、
前記エッチング液をろ過する親水性繊維部を備えたろ過部とを具備し、前記親水性繊維部が、繊維同士が交差する点において結合せずに絡まっている、太陽電池の製造装置を用い、
前記半導体基板を、強アルカリ系のエッチング液を保持したエッチング槽に浸漬することでテクスチャーエッチングを行なうエッチング工程と、
テクスチャーの形成された前記半導体基板表面に、ｐｎ接合を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法であって、
前記エッチング工程は、前記親水性繊維部を備えた前記ろ過部によって、前記エッチング液をろ過しながらエッチングを行なうことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記エッチング工程に先立ち、前記親水性繊維部を、前記エッチング液のアルカリ濃度の５０質量％以上、２００質量％以下のアルカリ濃度を持つ、アルカリ液に浸漬する工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記親水性繊維部は、繊維径０．１〜１０μｍの親水性繊維で構成されたことを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記ろ過部は、前記半導体基板を支持するカセットに装着された親水性繊維部であり、
前記エッチング工程は、
カセットに前記半導体基板を装着し、
前記カセットごと、前記半導体基板をエッチング液に浸漬し、
エッチング反応による上昇流によってエッチング液を循環しながらエッチングし、
エッチング終了後、前記カセットごと、エッチング液から引き上げる工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記エッチング工程は、
エッチング液を循環する循環部を用いて、エッチング液を循環しながら前記半導体基板をエッチングする工程であることを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記エッチング工程は、
前記循環部の出口から、前記カセットに設置された前記親水性繊維部に向かってエッチング液を噴き出しながら前記半導体基板をエッチングする工程であることを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２０】
前記ろ過部によって除去されたアルカリ成分とエッチング補助成分の量を検知する工程と、
該検知された量に基づき前記アルカリ成分と前記エッチング補助成分を前記エッチング液に補給する工程を有することを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２１】
前記ろ過部に接続されたバイパス流路によって、前記エッチング液が、前記ろ過部を経由することなく直接エッチング槽に帰還できるようにしたことを特徴とする請求項２０に記載の太陽電池の製造方法。
【国際調査報告】
2014038277.tif 000021
2014038277.tif 000022
2014038277.tif 000023
2014038277.tif 000024