(57)【要約】      （修正有）【課題】緻密性に優れ、十分なパッシベーション効果を有するパッシベーション層を簡便な手法で形成することが可能なパッシベーション層形成用組成物を提供する。【解決手段】パッシベーション層形成用組成物は、２以上の相を含むパッシベーション層５を形成可能であり、相と相との界面に偏在可能な元素を含む化合物を含有する。偏在可能な元素の原子半径が、パッシベーション効果に寄与する元素のうち最も小さい元素の原子半径以下のものとする。【選択図】図１
2018006423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の相を含むパッシベーション層を形成可能であり、前記相と相との界面に偏在可能な元素を含む化合物を含有するパッシベーション層形成用組成物。
【請求項２】
前記偏在可能な元素の原子半径Ｒ１が、パッシベーション効果に寄与する元素のうち最も小さい元素の原子半径Ｒ２以下である請求項１に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【請求項３】
前記偏在可能な元素の原子半径Ｒ１が、前記相のそれぞれにおける主成分の元素（但し、水素原子、炭素原子及び酸素原子を除く）のうち最も小さい元素の原子半径Ｒ３以下である請求項１に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【請求項４】
前記偏在可能な元素の原子半径Ｒ１が、０．８×Ｒ２〜１．０×Ｒ２である請求項２に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【請求項５】
前記偏在可能な元素の原子半径Ｒ１が、０．８×Ｒ３〜１．０×Ｒ３である請求項３に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【請求項６】
前記偏在可能な元素の原子半径Ｒ１が、１．１１Å〜１．１８Åである請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【請求項７】
前記偏在可能な元素が、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選択される少なくとも１種を含む請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【請求項８】
前記相の少なくとも１つが、Ａｌを含む酸化物を含有する請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【請求項９】
前記相の少なくとも１つが、Ｎｂを含む酸化物を含有する請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【請求項１０】
前記偏在可能な元素を含む化合物が、水酸基、アルコキシ基及びアシル基からなる群より選択される少なくとも１種を有するケイ素化合物を含む請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【請求項１１】
酸化アルミニウム前駆体をさらに含む、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【請求項１２】
前記酸化アルミニウム前駆体が、下記一般式（Ｉ）で表されるアルミニウム化合物を含む、請求項１１に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【化１】
2018006423.tif 000006
［一般式（Ｉ）中、Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基を表す。ｎは０〜３の整数を表す。Ｘ２及びＸ３はそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す。］
【請求項１３】
下記一般式（ＩＩ）で表される化合物をさらに含む、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
Ｍ１（ＯＲ５）ｐ          ・・・（ＩＩ）
［一般式（ＩＩ）中、Ｍ１は、Ｎｂ、Ｔａ、ＶＯ、Ｙ及びＨｆからなる群より選択される少なくとも１種を表す。Ｒ５はそれぞれ独立してアルキル基又はアリール基を表す。ｐはＭ１の価数を表す。］
【請求項１４】
液状媒体をさらに含む、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【請求項１５】
半導体基板と、
前記半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に設けられる、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物であるパッシベーション層と、
を有するパッシベーション層付半導体基板。
【請求項１６】
半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層を熱処理して、パッシベーション層を形成する工程と、
を有するパッシベーション層付半導体基板の製造方法。
【請求項１７】
ｐ型層及びｎ型層がｐｎ接合されてなるｐｎ接合部を有する半導体基板と、
前記半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に設けられる、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物層と、
前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の層上に配置される電極と、
を有する太陽電池素子。
【請求項１８】
ｐ型層及びｎ型層が接合されてなるｐｎ接合部を有する半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層を熱処理して、パッシベーション層を形成する工程と、
前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の層上に、電極を配置する工程と、
を有する太陽電池素子の製造方法。
【請求項１９】
半導体基板、熱処理物層、及び電極を有する請求項１７に記載の太陽電池素子と、
前記電極上に配置される配線材料と、
を有する太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッシベーション層形成用組成物、パッシベーション層付半導体基板、パッシベーション層付半導体基板の製造方法、太陽電池素子、太陽電池素子の製造方法、及び太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のシリコン太陽電池素子の製造工程の一例について説明する。
光閉じ込め効果を促して高効率化を図るよう、まず、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、続いてオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）、窒素及び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、ｐ型シリコン基板の表面に一様にｎ型拡散層を形成する。
【０００３】
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、ｐ型シリコン基板の受光面のみならず、側面及び裏面にもｎ型拡散層が形成される。そのため、側面に形成されたｎ型拡散層を除去するためのサイドエッチングを行っている。また、裏面に形成されたｎ型拡散層はｐ＋型拡散層へ変換する必要がある。このため、裏面の全体又は一部に、アルミニウム粉末、バインダー等を含むアルミニウムペーストを付与し、これを熱処理（焼成）することで、アルミニウム電極を形成し、且つｎ型拡散層をｐ＋型拡散層に変換することでオーミックコンタクトを得ている。
【０００４】
しかしながら、アルミニウムペーストから形成されるアルミニウム電極は導電率が低い。そこで、アルミニウム電極のシート抵抗を下げるため、通常裏面全体に形成したアルミニウム電極は熱処理（焼成）後において１０μｍ〜２０μｍほどの厚みを有していなければならない。さらに、シリコンとアルミニウムとでは熱膨張率が大きく異なることから、シリコン基板上にアルミニウム電極を形成するための熱処理（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が発生する。この大きな内部応力は、結晶粒界のダメージ、結晶欠陥の増長及び反りの原因となる。
【０００５】
この問題を解決するために、アルミニウムペーストの付与量を減らし、アルミニウム電極の厚さを薄くする方法がある。しかしながら、アルミニウムペーストの付与量を減らすと、ｐ型シリコン半導体基板の表面から内部に拡散するアルミニウムの量が不十分となる。その結果、所望のＢＳＦ（Back Surface Field）効果（ｐ＋型拡散層の存在により生成キャリアの収集効率が向上する効果）を達成できず、太陽電池の特性が低下するという問題が生じる場合がある。
【０００６】
上記に関連して、シリコン基板の受光面とは反対の面（以下、「裏面」ともいう）の一部に、アルミニウムペーストを付与して部分的にｐ＋型拡散層とアルミニウム電極とを形成するポイントコンタクトの手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
裏面にポイントコンタクト構造を有する太陽電池の場合、アルミニウム電極を形成していないシリコン基板の表面において、少数キャリアの再結合速度を抑制する必要がある。そのための裏面用のパッシベーション層として、ＳｉＯ２膜等を設けることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このようなＳｉＯ２膜を設けることによるパッシベーション効果は、シリコン基板の裏面表層部におけるケイ素原子の未結合手を終端させ、再結合の原因となる表面準位密度を低減させる作用により奏される。
【０００７】
また、少数キャリアの再結合を抑制する別の方法として、パッシベーション層内の固定電荷が発生させる電界によって、少数キャリア密度を低減する方法がある。このようなパッシベーション効果は一般に電界効果と呼ばれ、負の固定電荷をもつ材料として酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜等が提案されている（例えば、特許文献３参照）。このようなパッシベーション層は、一般的にはＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の方法で形成される（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３１０７２８７号公報
【特許文献２】特開２００４−６５６５号公報
【特許文献３】特許第４７６７１１０号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，  １０４（２００８），  １１３７０３−１〜１１３７０３−７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、非特許文献１に記載の手法は、蒸着等の複雑な製造工程を含むため、生産性を向上させることが困難な場合がある。
【００１１】
そこで、本発明者等は、半導体基板上に酸化アルミニウム層を形成する簡便な手法として、酸化アルミニウム前駆体を含むパッシベーション層形成用組成物を検討している。パッシベーション層形成用組成物を用いる方法では、印刷等の簡便な方法で半導体基板にパッシベーション層を形成することが可能である。
しかし、パッシベーション層形成用組成物を用いると、形成されたパッシベーション層中にボイドが発生したり、不均質なパッシベーション層が形成されたりする場合があり、半導体基板のライフタイムが低下することがある。特に、パッシベーション層上に窒化ケイ素膜を形成した半導体基板でライフタイムが低下することが明らかとなっている。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、緻密性に優れ、十分なパッシベーション効果を有するパッシベーション層を簡便な手法で形成することが可能なパッシベーション層形成用組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、十分なパッシベーション効果を有するパッシベーション層付半導体基板、太陽電池素子及び太陽電池を提供することを課題とする。さらに、本発明は、十分なパッシベーション効果を有するパッシベーション層を簡便な方法で形成可能なパッシベーション層付半導体基板の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
【００１４】
＜１＞  ２以上の相を含むパッシベーション層を形成可能であり、前記相と相との界面に偏在可能な元素を含む化合物を含有するパッシベーション層形成用組成物。
【００１５】
＜２＞  前記偏在可能な元素の原子半径Ｒ１が、パッシベーション効果に寄与する元素のうち最も小さい元素の原子半径Ｒ２以下である＜１＞に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００１６】
＜３＞  前記偏在可能な元素の原子半径Ｒ１が、前記相のそれぞれにおける主成分の元素（但し、水素原子、炭素原子及び酸素原子を除く）のうち最も小さい元素の原子半径Ｒ３以下である＜１＞に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００１７】
＜４＞  前記偏在可能な元素の原子半径Ｒ１が、０．８×Ｒ２〜１．０×Ｒ２である＜２＞に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００１８】
＜５＞  前記偏在可能な元素の原子半径Ｒ１が、０．８×Ｒ３〜１．０×Ｒ３である＜３＞に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００１９】
＜６＞  前記偏在可能な元素の原子半径Ｒ１が、１．１１Å〜１．１８Åである＜２＞〜＜５＞のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００２０】
＜７＞  前記偏在可能な元素が、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選択される少なくとも１種を含む＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００２１】
＜８＞  前記相の少なくとも１つが、Ａｌを含む酸化物を含有する＜１＞〜＜７＞のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００２２】
＜９＞  前記相の少なくとも１つが、Ｎｂを含む酸化物を含有する＜１＞〜＜８＞のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００２３】
＜１０＞  前記偏在可能な元素を含む化合物が、水酸基、アルコキシ基及びアシル基からなる群より選択される少なくとも１種を有するケイ素化合物を含む＜１＞〜＜９＞のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００２４】
＜１１＞  酸化アルミニウム前駆体をさらに含む、＜１＞〜＜１０＞のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００２５】
＜１２＞  前記酸化アルミニウム前駆体が、下記一般式（Ｉ）で表されるアルミニウム化合物を含む、＜１１＞に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００２６】
【化１】
2018006423.tif 000003
【００２７】
一般式（Ｉ）中、Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基を表す。ｎは０〜３の整数を表す。Ｘ２及びＸ３はそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す。
【００２８】
＜１３＞  下記一般式（ＩＩ）で表される化合物をさらに含む、＜１＞〜＜１２＞のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００２９】
Ｍ１（ＯＲ５）ｐ          ・・・（ＩＩ）
【００３０】
一般式（ＩＩ）中、Ｍ１は、Ｎｂ、Ｔａ、ＶＯ、Ｙ及びＨｆからなる群より選択される少なくとも１種を表す。Ｒ５はそれぞれ独立してアルキル基又はアリール基を表す。ｐはＭ１の価数を表す。
【００３１】
＜１４＞  液状媒体をさらに含む、＜１＞〜＜１３＞のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【００３２】
＜１５＞  半導体基板と、
前記半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に設けられる、＜１＞〜＜１４＞のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物であるパッシベーション層と、
を有するパッシベーション層付半導体基板。
【００３３】
＜１６＞  半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、＜１＞〜＜１４＞のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層を熱処理して、パッシベーション層を形成する工程と、
を有するパッシベーション層付半導体基板の製造方法。
【００３４】
＜１７＞  ｐ型層及びｎ型層がｐｎ接合されてなるｐｎ接合部を有する半導体基板と、
前記半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に設けられる、＜１＞〜＜１４＞のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物層と、
前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の層上に配置される電極と、
を有する太陽電池素子。
【００３５】
＜１８＞  ｐ型層及びｎ型層が接合されてなるｐｎ接合部を有する半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、＜１＞〜＜１４＞のいずれか１項に記載のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層を熱処理して、パッシベーション層を形成する工程と、
前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の層上に、電極を配置する工程と、
を有する太陽電池素子の製造方法。
【００３６】
＜１９＞  半導体基板、熱処理物層、及び電極を有する＜１７＞に記載の太陽電池素子と、
前記電極上に配置される配線材料と、
を有する太陽電池。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、緻密性に優れ、十分なパッシベーション効果を有するパッシベーション層を簡便な手法で形成することが可能なパッシベーション層形成用組成物を提供することができる。また、本発明は、十分なパッシベーション効果を有するパッシベーション層付半導体基板、太陽電池素子及び太陽電池を提供することができる。さらに、本発明は、十分なパッシベーション効果を有するパッシベーション層を簡便な方法で形成可能なパッシベーション層付半導体基板の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】パッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】パッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】パッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】太陽電池素子の受光面の一例を示す概略平面図である。
【図５】裏面におけるパッシベーション層の形成パターンの一例を示す概略平面図である。
【図６】裏面におけるパッシベーション層の形成パターンの他の一例を示す概略平面図である。
【図７】図５のＡ部を拡大した概略平面図である。
【図８】図５のＢ部を拡大した概略平面図である。
【図９】図５のＡ部を拡大した概略平面図である。
【図１０】図５のＢ部を拡大した概略平面図である。
【図１１】太陽電池素子の裏面の一例を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
【００４０】
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。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において組成物中の各成分の含有率又は含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本明細書において「層」との語は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構成に加え、一部に形成されている形状の構成も包含される。また、本明細書において「層」を「膜」と称することがある。
【００４１】
本明細書において「パッシベーション層」とは、半導体中で発生したキャリアの再結合を抑制する効果（以下、パッシベーション効果と呼ぶことがある）を有する層を指す。
【００４２】
＜パッシベーション層形成用組成物＞
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物は、２以上の相を含むパッシベーション層を形成可能であり、前記相と相との界面に偏在可能な元素（以下、「特定元素」ともいう）を含む化合物（以下、「特定化合物」ともいう）を含有する。パッシベーション層形成用組成物は必要に応じてその他の成分をさらに含んでいてもよい。
本明細書において「偏在」とは、その元素の単位体積あたりの含有率（ａｔｍ％）が、相の内部に比べて、界面において、１．０５倍以上多いことをいう。偏在する様子は、分子動力学法を用いた分子シミュレーションで推定することができる。
【００４３】
パッシベーション効果は、半導体表面の欠陥（ダングリングボンド）を終端する方法、固定電荷によりバンドを曲げる方法等のいずれの方法に起因するものであってもよい。また、パッシベーション層は、パッシベーション効果に加えて、他の効果を有していてもよい。具体的に他の効果としては、半導体の表面を保護する保護層としての効果、所望の屈折率を有する反射防止膜としての効果等が挙げられる。
【００４４】
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物を、半導体基板に付与して組成物層を形成し、これを熱処理（焼成）することで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を形成することができる。これは、蒸着装置等を必要としない簡便な方法である。そして、マスク処理等の煩雑な工程を要することなく、所望の形状にパッシベーション層を形成することができる。そのため、パッシベーション層形成用組成物を用いてパッシベーション層を形成する方法は、生産性に優れる。
【００４５】
また、パッシベーション層形成用組成物が特定元素を含む特定化合物を含有することで、パッシベーション層を形成した後の工程で、高温、真空等の環境に晒されても、パッシベーション効果を保持しやすくなる。その理由は明らかではないが、以下のように考えることができる。
【００４６】
パッシベーション層形成用組成物を熱処理（焼成）すると、パッシベーション効果を有するパッシベーション層が形成する。例えば、酸化アルミニウムを含むパッシベーション層を形成するために、酸化アルミニウム前駆体を含有するパッシベーション層形成用組成物を用いる場合について説明する。パッシベーション層形成用組成物を熱処理（焼成）すると、複数の起点からＡｌ２Ｏ３が生成し始めて、しだいに大きくなって相を形成し、そして隣り合う相どうしでは、互いの結晶度、生成方向等が相違するため、界面が生じる。このため、界面は、Ａｌ２Ｏ３相とＡｌ２Ｏ３相の間でも生じ、例えば、ＡｌのほかにＮｂを含む場合には、Ｎｂ２Ｏ５相とＡｌＮｂＯ４相との間で生じることが考えられる。
【００４７】
このように、パッシベーション層形成用組成物を熱処理（焼成）して得たパッシベーション層には２以上の相が存在し、相と相との界面が存在している。この界面では、外部に存在するパッシベーション効果を阻害する物質（水素原子等）の物質の進入速度が、相内よりも速いことが想定される。この現象は、物質の拡散速度が、移動媒体中の緻密性に依存するため生じる。相の内部はその物質で満たされていることから外部からの水素原子等の進入速度が遅い。一方、相の界面では、材質の変化に伴って原子サイズでの空隙、欠陥等が存在することから、水素原子等が進入しやすいといえる。そのため、外部に存在する水素原子等の物質は界面を伝って基板まで拡散され、結果、パッシベーション効果が低減することが考えられる。
【００４８】
ここで、パッシベーション層形成用組成物に、特定元素を含む特定化合物を含有させると、熱処理（焼成）した際に、特定元素が界面に移動しそこに偏在する。界面に存在する特定元素は、界面の空隙、欠陥等を埋めると考えられ、外部からの水素原子等の進入速度を低下させ、結果、十分なパッシベーション効果が得られると推察される。
【００４９】
一般に、パッシベーション層上に窒化ケイ素膜を形成した場合、熱処理（焼成）によって窒化ケイ素膜に含まれる水素原子がパッシベーション層中に侵入しやすくなり、十分なパッシベーション効果が得られにくい。これは、進入した水素原子によって、電荷が消失したり、界面準位が増加したりするためであると推測される。
しかし、パッシベーション層上に窒化ケイ素膜を形成した場合であっても、パッシベーション層形成用組成物に特定化合物を含有させると、上記効果により、十分なパッシベーション効果が得られる。
【００５０】
なお、パッシベーション層に電界効果を奏させる観点からは、相は酸化物を含有していることが好ましく、相の少なくとも１つは、Ａｌ又はＮｂを含む酸化物を含有していることがより好ましい。
パッシベーション層中の相は、透過型電子顕微鏡の画像から観察できる場合がある。
【００５１】
本明細書において、半導体基板のパッシベーション効果は、パッシベーション層が形成された半導体基板内の少数キャリアの実効ライフタイムを、ＷＴ−２０００ＰＶＮ（日本セミラボ株式会社）等の装置を用いて、反射マイクロ波導電減衰法によって測定することで評価することができる。
【００５２】
ここで、実効ライフタイムτは、半導体基板内部のバルクライフタイムτｂと、半導体基板表面の表面ライフタイムτｓとによって下記式（Ａ）のように表される。半導体基板表面の表面準位密度が小さい場合にはτｓが長くなる結果、実効ライフタイムτが長くなる。また、半導体基板内部のダングリングボンド等の欠陥が少なくなっても、バルクライフタイムτｂが長くなって実効ライフタイムτが長くなる。すなわち、実効ライフタイムτの測定によってパッシベーション層と半導体基板との界面特性、及び、ダングリングボンド等の半導体基板の内部特性を評価することができる。
【００５３】
１／τ＝１／τｂ＋１／τｓ  （Ａ）  
【００５４】
なお、実効ライフタイムがより長いことは、少数キャリアの再結合速度がより遅いことを示す。また実効ライフタイムが長い半導体基板を用いて太陽電池素子を構成することで、発電性能が向上する傾向にある。
【００５５】
（特定化合物）
パッシベーション層形成用組成物は、特定化合物を含有する。特定化合物は、特定元素を含めば特に制限されない。そして、特定元素は、パッシベーション層中の相と相との界面に偏在可能であれば、特に限定されない。
【００５６】
特定元素は、原子半径Ｒ１が、パッシベーション効果に寄与する元素のうち最も小さい元素の原子半径Ｒ２以下であることが好ましい。パッシベーション効果に寄与する元素は、例えば、電界効果によるパッシベーション効果を狙う場合、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｙ、Ｈｆ等が挙げられる。ある態様として、パッシベーション効果に寄与する元素としてＡｌを用いる場合、特定元素の原子半径Ｒ１は、Ａｌの原子半径である１．１８Å以下とすることが好ましい。ある態様として、パッシベーション効果に寄与する元素としてＡｌ及びＮｂを用いる場合、Ａｌの原子半径１．１８ÅとＮｂの原子半径１．３４Åとを比べると、Ａｌの原子半径の方が小さいことから、特定元素の原子半径Ｒ１は、Ａｌの原子半径１．１８Å以下とすることが好ましい。
【００５７】
また、特定元素の原子半径Ｒ１は、相のそれぞれにおける主成分の元素（但し、水素原子、炭素原子及び酸素原子を除く）のうち最も小さい元素の原子半径Ｒ３以下であることが好ましい。ある態様として、パッシベーション層がＡｌを含む酸化物を含有する相（Ａｌ２Ｏ３相）を２以上含む場合、相のそれぞれにおける主成分の元素はＡｌとなるため、特定元素の原子半径Ｒ１は、Ａｌの原子半径１．１８Å以下とすることが好ましい。ある態様として、パッシベーション層が、Ａｌ２Ｏ３相、Ｎｂを含む酸化物の相（Ｎｂ２Ｏ５相）及びＡｌとＮｂを含む酸化物の相（ＡｌＮｂＯ４相）をそれぞれ１以上含む場合、Ａｌ２Ｏ３相の主成分の元素はＡｌ、Ｎｂ２Ｏ５相の主成分の元素はＮｂ、ＡｌＮｂＯ４相の主成分の元素はＡｌ及びＮｂとなる。これらの元素のうち最も小さい元素はＡｌとなることから、特定元素の原子半径Ｒ１は、Ａｌの原子半径１．１８Å以下とすることが好ましい。
【００５８】
特定元素の原子半径Ｒ１が、原子半径Ｒ2又は原子半径Ｒ3と同等又はそれよりも小さいと、熱処理（焼成）によって特定元素が界面まで移動しやすく、かつ、界面に偏在して充填しやすくなる。
【００５９】
パッシベーション機能の向上と特定元素自身の拡散抑制の観点からは、特定元素の原子半径Ｒ１は、０．８×Ｒ２〜１．０×Ｒ２であることが好ましく、形成されるパッシベーション層の均質性の観点からは、０．９×Ｒ２〜１．０×Ｒ２であることがより好ましい。
また、パッシベーション機能の向上と特定元素自身の拡散抑制の観点からは、特定元素の原子半径Ｒ１は、０．８×Ｒ３〜１．０×Ｒ３であることが好ましく、形成されるパッシベーション層の均質性の観点からは、０．９×Ｒ３〜１．０×Ｒ３であることがより好ましい。
【００６０】
具体的には、特定元素の原子半径Ｒ１は、１．１１Å〜１．１８Åであることが好ましく、１．１１Å〜１．１７Åであることがより好ましい。
【００６１】
特定元素として具体的には、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、汎用性、安全性、取り扱い性等の観点からは、Ｓｉがより好ましい。
【００６２】
特定化合物は、特定元素としてＳｉを含むケイ素化合物であることが好ましく、パッシベーション層形成用組成物の調製の容易性の観点から、ケイ素原子に酸素原子が結合する化合物であることが好ましい。パッシベーション層形成用組成物がケイ素化合物を含有すると、表面張力が制御されることから、パッシベーション層形成用組成物の熱処理物層（焼成物層）中でのボイドの発生が抑えられる。これにより、パッシベーション層の緻密性が向上し、均質なパッシベーション層が形成されることから、十分なパッシベーション効果が得られる。本明細書において、パッシベーション層の緻密性は、透過型電子顕微鏡を用いて、観察画像のコントラストからムラ及びボイドの発生の有無を目視により確認することで評価することができる。
【００６３】
ケイ素原子に酸素原子が結合する化合物は、有機化合物及び無機化合物からなる群より選択される少なくとも１種との複合体を形成していてもよい。また、ケイ素原子に酸素原子が結合する化合物は、シリコーンと他のポリマーとの共重合体であってもよい。
ケイ素化合物として、具体的には、シリコンアルコキシド、シリケート化合物、シロキサン結合を有する化合物である、シリコーンオイル、シロキサン樹脂等を挙げることができ、中でも、シリコンアルコキシド、シリケート化合物及びシリコーンオイルが好ましい。シリコーンオイルは、シロキサン結合を有する化合物と他の化合物との共重合体であってもよい。シリコンアルコキシド及びシリケート化合物は、オリゴマーであってもよい。
【００６４】
シリケート化合物のオリゴマーとしては、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物が挙げられる。
【００６５】
ＳｉｎＯｎ−１（ＲＯ）２（ｎ＋１）      （ＩＩＩ）
【００６６】
一般式（ＩＩＩ）中、Ｒは炭素数１〜８のアルキル基を表す。ｎは１〜１０の整数を表す。シリケート化合物としては、例えば、メチルシリケート、エチルシリケート、イソプロピルシリケート、ｎ−プロピルシリケート、ｎ−ブチルシリケート、ｎ−ペンチルシリケート、及びアセチルシリケートが挙げられる。
【００６７】
また、シリケート化合物の市販品としては、扶桑化学社株式会社、多摩化学工業株式会社、コルコート株式会社等から市販されているものが挙げられる。
メチルシリケート及びそのオリゴマーの具体例としては、扶桑化学工業株式会社又はコルコート株式会社のメチルシリケート５１、コルコート株式会社製のメチルシリケート５３Ａ等が挙げられる。エチルシリケート及びそのオリゴマーの具体例としては、多摩化学工業株式会社又はコルコート株式会社のエチルシリケート４０、多摩化学工業株式会社のエチルシリケート４５、コルコート株式会社のエチルシリケート２８、エチルシリケート４８等が挙げられる。その他のシリケート及びそのオリゴマーの具体例としては、コルコート株式会社のＮ−プロピルシリケート、Ｎ−ブチルシリケート等が挙げられる。
【００６８】
熱処理物層（焼成物層）中のボイドの発生を抑え、パッシベーション層の緻密性を向上させる観点からは、ケイ素化合物は、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含むことが好ましい。一般式（ＩＩＩ）で表される化合物は、シリコンアルコキシドに比べて、熱処理（焼成）における酸化アルミニウム前駆体との反応が緩やかであり、特定の温度状態まで反応が抑えられることが考えられる。これにより、反応が均一的に起こり、熱処理物層（焼成物層）中のボイドの発生が抑えられて、パッシベーション層の緻密性が向上するものと推察される。
【００６９】
パッシベーション層形成用組成物の表面張力を低下させ、印刷性を向上させる観点からは、シリケート化合物としては、エチルシリケート及びエチルシリケートのオリゴマーが好ましい。
【００７０】
シリケート化合物が有する複数のＲＯ基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。ＲＯ基は、メトキシ基及びエトキシ基の両方を含むことが好ましい。シリケート化合物がメトキシ基及びエトキシ基の両方を有する場合、メトキシ基の当量数とエトキシ基の当量数の比（メトキシ基／エトキシ基）は、例えば、３０／７０〜７０／３０であることが好ましく、４０／６０〜６０／４０であることがより好ましく、４５／５５〜５５／４５であることがさらに好ましく、メトキシ基の当量数とエトキシ基の当量数は、等量に近いことが特に好ましい。メトキシ基とエトキシ基とを約等量で有するシリケート化合物としては、例えば、コルコート株式会社のＥＭＳ−４８５が挙げられる。
【００７１】
シリケート化合物は、１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。また、シリケート化合物は、必要に応じて、水、触媒、液状媒体等と併用してもよい。
【００７２】
シリコンアルコキシドは、ケイ素原子とケイ素原子に結合しているアルコキシ基とを有していれば、特に限定されない。シリコンアルコキシドの具体例としては、下記一般式（ＩＶ）で表される化合物を挙げることができる。
【００７３】
ＲｎＳｉ（ＯＲ１）４−ｎ          （ＩＶ）
【００７４】
一般式（ＩＶ）中、Ｒは、アルキル基又はアリール基を示し、アルキル基及びアリール基は置換基を有していてもよく、Ｒ１は、炭素数１〜６の飽和若しくは不飽和の炭化水素基、又は炭素数１〜６のアルコキシ基で置換された炭素数１〜６の炭化水素基を示す。ｎは１〜３を表し、１又は２が好ましい。
【００７５】
一般式（ＩＶ）におけるＲで表されるアルキル基は、炭素数が１〜６であることが好ましく、１〜４であることがより好ましく、１〜３であることがさらに好ましい。一般式（ＩＶ）におけるＲで表されるアリール基は、炭素数が６〜１４であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
【００７６】
一般式（ＩＶ）において、Ｒで表されるアルキル基が有していてもよい置換基としては、フッ素原子、（メタ）アクリロキシ基、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、アミノ基等が挙げられる。アミノ基はさらに置換基を有していてもよく、置換基を有するアミノ基としては、例えば、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノ基、Ｎ−フェニル−３−アミノ基等が挙げられる。
【００７７】
一般式（ＩＶ）におけるＲ１で表される炭素数１〜６の飽和又は不飽和の炭化水素基としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、アミル、シクロヘキシル等が挙げられる。
【００７８】
また、一般式（ＩＶ）におけるＲ１で表される、炭素数１〜６のアルコキシ基で置換された炭素数１〜６の炭化水素基としては、メトキシメチル、メトキシエチル、エトキシメチル、エトキシエチル、メトキシプロピル、エトキシプロピル、プロポキシプロピル等が挙げられる。
【００７９】
印刷性及びパッシベーション層の緻密性の向上の観点からは、シリコンアルコキシドは、シランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤は、一分子中に、ケイ素原子と、アルコキシ基と、アルコキシ基以外の有機官能基とを有する化合物であれば、特に制限されない。シランカップリング剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。シリコンアルコキシドとしては、例えば、シランカップリング剤を含む以下の（ａ）〜（ｇ）の化合物が挙げられる。
【００８０】
（ａ）３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルジメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等の（メタ）アクリロキシ基を有するシリコンアルコキシド
（ｂ）３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシ基又はグリシドキシ基を有するシリコンアルコキシド
（ｃ）Ｎ−２−（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基を有するシリコンアルコキシド
（ｄ）３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するシリコンアルコキシド
（ｅ）メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、１，６−ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン等のアルキル基を有するシリコンアルコキシド
（ｆ）フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のフェニル基を有するシリコンアルコキシド
（ｇ）トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のトリフルオロアルキル基を有するシリコンアルコキシド
【００８１】
シリコンアルコキシドは、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、エポキシ基、アルキル基、又はトリフルオロアルキル基を有するシリコンアルコキシドを含むことが好ましい。
また、シリコンアルコキシドは、必要に応じて、水、触媒、液状媒体等と併用してもよい。
【００８２】
シリコーンオイルは特に限定されない。シリコーンオイルとして具体的には、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル、カルナバ変性シリコーンオイル、アミド変性シリコーンオイル、ラジカル反応性基含有シリコーンオイル、末端反応性シリコーンオイル、イオン性基含有シリコーンオイル等が挙げられる。
【００８３】
また、特定化合物は、水酸基、アルコキシ基及びアシル基からなる群より選択される少なくとも１種を有するケイ素化合物を含むことが好ましい。アルコキシ基及びアシル基は、ケイ素化合物に含まれる水酸基の保護基として働き、空気中又はパッシベーション層形成用組成物に含まれる水分と反応して、ケイ素化合物に水酸基を生成させる。ケイ素化合物の水酸基は反応性に優れることから、ケイ素がパッシベーション層形成用組成物中に固定化されやすくなり、パッシベーション効果の劣化抑制に効果的に作用する。
【００８４】
特定元素としてＣｒ、Ｃｏ、Ｎｉ又はＺｎを含む特定化合物としては、例えば、ジアセテートヒドロキシクロム（ＩＩＩ）、ベンゾイルアセトネートクロム（ＩＩＩ）、トリス（２−エチルヘキサン酸）クロム（ＩＩＩ）、トリス（メトキシプロポキシ）クロム（ＩＩＩ）、２，４−ペンタンジオンクロム（ＩＩＩ）、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタジオンクロム（ＩＩＩ）等のクロム化合物、コバルト（ＩＩ）アセテート、コバルト（ＩＩ）ベンゾイルアセテート、ジコバルトカルボニル、コバルト（ＩＩ）−２，４−ペンタジオネート、コバルト（ＩＩＩ）−２，４−ペンタジオネート、コバルト（ＩＩ）フタロシアニン、コバルト（ＩＩ）−２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタジオネート、シクロペンタジエニルコバルトジカルボニル等のコバルト化合物、ニッケル（ＩＩ）アセテート、ニッケル（ＩＩ）フォルメート、ニッケル（ＩＩ）−２，４−ペンタジオネート、ニッケル（ＩＩ）−２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタジオネート等のニッケル化合物、ジエチル亜鉛、ジフェニル亜鉛、亜鉛アセテート、亜鉛アクリレート、亜鉛エチルヘキサノエート、亜鉛メタクリレート、メトキシエトキシ亜鉛、亜鉛−２，４−ペンタジオネート、亜鉛−２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタジオネート、亜鉛ウンデセネート等の亜鉛化合物が挙げられる。これら化合物は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００８５】
特定化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、０．０１質量％以上であることが好ましく、０．０５質量％以上であることがより好ましく、０．１質量％以上であることがさらに好ましい。特定化合物の含有率が０．０１質量％以上であると、パッシベーション層形成組成物の表面張力を低下させ、塗布性及び印刷性を向上させることができる。
【００８６】
また、特定化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、３５質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以下であることがさらに好ましく、１０質量％以下であることが特に好ましい。ケイ素化合物の含有率が３５質量％以下であると、パッシベーション効果がより十分に得られる傾向にある。
【００８７】
パッシベーション層形成用組成物中の特定元素の含有率は、０．００１質量％〜１５質量％であることが好ましく、０．０１質量％〜１０質量％であることがより好ましく、０．０５質量％〜５質量％であることがさらに好ましい。
【００８８】
（酸化アルミニウム前駆体）
パッシベーション層形成用組成物は、酸化アルミニウム前駆体を含有してもよい。酸化アルミニウム前駆体としては、熱処理（焼成）によって、酸化アルミニウムを生成するものであれば特に制限されない。酸化アルミニウム前駆体は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【００８９】
酸化アルミニウム前駆体は、熱処理（焼成）により酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）となる。このとき、形成された酸化アルミニウムはアモルファス状態となりやすく、４配位酸化アルミニウム層が半導体基板との界面付近に形成されやすい。この４配位酸化アルミニウム層に起因して、大きな負の固定電荷を半導体基板との界面近辺に有することができると考えられる。これにより、半導体基板との界面近辺で電界が発生し、少数キャリアの濃度を低下させることができる。結果として、半導体基板との界面でのキャリア再結合速度が抑制され、優れたパッシベーション効果が得られると考えられる。
【００９０】
ここで、４配位酸化アルミニウムの有無は、半導体基板の断面を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ、Scanning Transmission electron Microscope）で観察し、電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ、Electron Energy Loss Spectroscopy）により結合様式を分析することによって確認することができる。４配位酸化アルミニウムは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の中心がケイ素からアルミニウムに同形置換した構造と考えられ、ゼオライト及び粘土のように二酸化ケイ素と酸化アルミニウムの界面で負の電荷源として形成されることが知られている。
【００９１】
なお、形成された酸化アルミニウムの状態は、Ｘ線回折スペクトル（ＸＲＤ、X-ray diffraction）を測定することにより確認できる。例えば、ＸＲＤが特定の反射パターンを示さないことでアモルファス構造であることが確認できる。
また、酸化アルミニウムが有する負の固定電荷は、ＣＶ法（Capacitance Voltage measurement）で評価することが可能である。
【００９２】
なお、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物から形成されたパッシベーション層は、ＣＶ法から得られるその表面準位密度が、ＡＬＤ法又はＣＶＤ法で形成される酸化アルミニウム層に比べて、大きな値となる場合がある。しかし本実施形態のパッシベーション層形成用組成物から形成されたパッシベーション層は、電界効果が大きいため、少数キャリアの濃度が低下して表面ライフタイムτｓが大きくなる。そのため、表面準位密度は相対的に問題にはならない。
【００９３】
酸化アルミニウム前駆体は、液状であっても固体であってもよい。パッシベーション効果と保存安定性の観点から、常温（例えば、２５℃）での安定性、及び液状媒体を用いる場合には、液状媒体への溶解性又は分散性が良好な酸化アルミニウム前駆体を用いることが望ましい。このような酸化アルミニウム前駆体を用いることで、形成されるパッシベーション層の均質性がより向上し、所望のパッシベーション効果を安定的に得ることができる傾向にある。
【００９４】
酸化アルミニウム前駆体としては、有機系の酸化アルミニウム前駆体を用いることが好ましく、例えば、下記一般式（Ｉ）で表される化合物（以下、「特定アルミニウム化合物」ともいう）が挙げられる。パッシベーション層形成用組成物は、特定アルミニウム化合物の加水分解物を含んでいてもよい。
【００９５】
【化２】
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【００９６】
一般式（Ｉ）中、Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基を表す。ｎは０〜３の整数を表す。Ｘ２及びＸ３はそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す。ここでＲ１〜Ｒ４、Ｘ２及びＸ３のいずれかが複数存在する場合、複数存在する同一の記号で表される基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００９７】
一般式（Ｉ）において、Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基を表し、炭素数１〜８のアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜４のアルキル基であることがより好ましい。Ｒ１で表されるアルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。
Ｒ１で表されるアルキル基は、置換基を有していても、無置換であってもよく、無置換であることが好ましい。アルキル基の置換基としては、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基等が挙げられる。なお、Ｒ１で表されるアルキル基の炭素数には、置換基の炭素数は含まれないものとする。
【００９８】
Ｒ１で表されるアルキル基は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、炭素数１〜８の無置換のアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜４の無置換のアルキル基であることがより好ましい。
【００９９】
Ｒ１で表されるアルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、３−エチルヘキシル基等を挙げることができる。
【０１００】
一般式（Ｉ）において、ｎは０〜３の整数を表す。ゲル化等の不具合の発生を抑制し、経時的な保存安定性を確保する観点からは、ｎは１〜３の整数であることが好ましく、１又は３であることがより好ましく、溶解度の観点からは、１であることがさらに好ましい。
【０１０１】
一般式（Ｉ）において、Ｘ２及びＸ３はそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。保存安定性の観点から、Ｘ２及びＸ３の少なくとも一方は酸素原子であることが好ましい。
【０１０２】
一般式（Ｉ）におけるＲ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表し、水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基であることがより好ましい。Ｒ２、Ｒ３及びＲ４で表されるアルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。Ｒ２、Ｒ３及びＲ４で表されるアルキル基は、置換基を有していても、無置換であってもよく、無置換であることが好ましい。アルキル基の置換基としては、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基等が挙げられる。なお、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４で表されるアルキル基の炭素数には、置換基の炭素数は含まれないものとする。
【０１０３】
保存安定性とパッシベーション効果の観点から、一般式（Ｉ）におけるＲ２及びＲ３は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数１〜８の無置換のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数１〜４の無置換のアルキル基であることがより好ましい。
また一般式（Ｉ）におけるＲ４は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、水素原子又は炭素数１〜８の無置換のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数１〜４の無置換のアルキル基であることがより好ましい。
【０１０４】
一般式（Ｉ）におけるＲ２、Ｒ３及びＲ４で表されるアルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、３−エチルヘキシル基等を挙げることができる。
【０１０５】
特定アルミニウム化合物は、保存安定性及びパッシベーション効果の観点から、一般式（Ｉ）におけるｎが０であって、Ｒ１がそれぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基である化合物、並びに、一般式（Ｉ）におけるｎが１〜３の整数であって、Ｒ１がそれぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基であって、Ｘ２及びＸ３の少なくとも一方が酸素原子であって、Ｒ２及びＲ３がそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基であって、Ｒ４がそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である化合物からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
より好ましくは、特定アルミニウム化合物は、一般式（Ｉ）におけるｎが０であって、Ｒ１がそれぞれ独立して炭素数１〜４の無置換のアルキル基である化合物、並びに、一般式（Ｉ）におけるｎが１〜３の整数であって、Ｒ１がそれぞれ独立して炭素数１〜４の無置換のアルキル基であって、Ｘ２及びＸ３の少なくとも一方が酸素原子であって、酸素原子に結合するＲ２又はＲ３が炭素数１〜４のアルキル基であって、Ｘ２又はＸ３がメチレン基の場合、前記メチレン基に結合するＲ２又はＲ３が水素原子であって、Ｒ４が水素原子である化合物からなる群より選択される少なくとも１種の場合であることが好ましい。
【０１０６】
キレート化による保存安定性の観点からは、特定アルミニウム化合物は、一般式（Ｉ）におけるｎが１〜３であって、Ｒ４がそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である化合物であることが好ましい。
【０１０７】
一般式（Ｉ）において、ｎが０である特定アルミニウム化合物（アルミニウムトリアルコキシド）として具体的には、トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリｓｅｃ−ブトキシアルミニウム、モノｓｅｃ−ブトキシ−ジイソプロポキシアルミニウム、トリｔ−ブトキシアルミニウム、トリｎ−ブトキシアルミニウム等を挙げることができる。
【０１０８】
一般式（Ｉ）において、ｎが１〜３の整数である特定アルミニウム化合物として具体的には、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート、アルミニウムメチルアセトアセテートジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）等を挙げることができる。
【０１０９】
一般式（Ｉ）において、ｎが１〜３の整数である特定アルミニウム化合物は、調製したものでも、市販品でもよい。市販品としては、例えば、川研ファインケミカル株式会社の商品名、ＡＬＣＨ、ＡＬＣＨ−５０Ｆ、ＡＬＣＨ−７５、ＡＬＣＨ−ＴＲ、ＡＬＣＨ−ＴＲ−２０、アルミキレートＭ、アルミキレートＤ、及びアルミキレートＡ（Ｗ）を挙げることができる。
【０１１０】
一般式（Ｉ）において、ｎが１〜３の整数である特定アルミニウム化合物は、アルミニウムトリアルコキシドと、２つのカルボニル基を有する特定構造の化合物とを混合することで調製することができる。
アルミニウムトリアルコキシドと、２つのカルボニル基を有する特定構造の化合物とを混合すると、アルミニウムトリアルコキシドのアルコキシ基の少なくとも一部が特定構造の化合物と置換して、アルミニウムキレート構造を形成する。このとき必要に応じて、液状媒体が存在してもよく、加熱処理、触媒の添加等を行ってもよい。アルミニウムアルコキシド構造の少なくとも一部がアルミニウムキレート構造に置換されることで、特定アルミニウム化合物の加水分解及び重合反応に対する安定性が向上し、これを含むパッシベーション層形成用組成物の保存安定性がより向上する。また、後述するケイ素化合物と反応性が近いものほど、緻密なパッシベーション層を形成しやすい傾向にある。
【０１１１】
２つのカルボニル基を有する特定構造の化合物としては、反応性と保存安定性の観点から、β−ジケトン化合物、β−ケトエステル化合物、及びマロン酸ジエステルからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。２つのカルボニル基を有する特定構造の化合物として、例えば、アセチルアセトン、３−メチル−２，４−ペンタンジオン、２，３−ペンタンジオン、３−エチル−２，４−ペンタンジオン、３−ブチル−２，４−ペンタンジオン、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン、２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオン、６−メチル−２，４−ヘプタンジオン等のβ−ジケトン化合物；アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸ｎ−プロピル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸イソブチル、アセト酢酸ｎ−ブチル、アセト酢酸ｔ−ブチル、アセト酢酸ｎ−ペンチル、アセト酢酸イソペンチル、アセト酢酸ｎ−ヘキシル、アセト酢酸ｎ−オクチル、アセト酢酸ｎ−ヘプチル、アセト酢酸３−ペンチル、２−アセチルヘプタン酸エチル、２−メチルアセト酢酸エチル、２−ブチルアセト酢酸エチル、ヘキシルアセト酢酸エチル、４，４−ジメチル−３−オキソ吉草酸エチル、４−メチル−３−オキソ吉草酸エチル、２−エチルアセト酢酸エチル、４−メチル−３−オキソ吉草酸メチル、３−オキソヘキサン酸エチル、３−オキソ吉草酸エチル、３−オキソ吉草酸メチル、３−オキソヘキサン酸メチル、３−オキソヘプタン酸エチル、３−オキソヘプタン酸メチル、４，４−ジメチル−３−オキソ吉草酸メチル等のβ−ケトエステル化合物；マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジｎ−プロピル、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジｎ−ブチル、マロン酸ジｔ−ブチル、マロン酸ジｎ−ヘキシル、マロン酸ｔ−ブチルエチル、メチルマロン酸ジエチル、エチルマロン酸ジエチル、イソプロピルマロン酸ジエチル、ｎ−ブチルマロン酸ジエチル、ｓｅｃ−ブチルマロン酸ジエチル、イソブチルマロン酸ジエチル、１−メチルブチルマロン酸ジエチル等のマロン酸ジエステルなどを挙げることができる。
【０１１２】
特定アルミニウム化合物がアルミニウムキレート構造を有する場合、アルミニウムキレート構造の数は１〜３であれば特に制限されない。中でも、保存安定性の観点から、１又は３であることが好ましく、溶解度の観点から、１であることがより好ましい。アルミニウムキレート構造の数は、例えば、アルミニウムトリアルコキシドと、アルミニウムとキレートを形成し得る化合物とを混合する比率を適宜調整することで制御することができる。また市販のアルミニウムキレート化合物から所望の構造を有する化合物を適宜選択してもよい。
【０１１３】
特定アルミニウム化合物におけるアルミニウムキレート構造の存在及びアルコキシド構造の存在は、通常用いられる分析方法で確認することができる。具体的には、赤外分光スペクトル、核磁気共鳴スペクトル、融点等を用いて確認することができる。
【０１１４】
一般式（Ｉ）で表される特定アルミニウム化合物は、パッシベーション効果及び必要に応じて含有される溶剤との相溶性の観点から、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート及びトリイソプロポキシアルミニウム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く、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレートを含むことがより好ましい。
【０１１５】
酸化アルミニウム前駆体が特定アルミニウム化合物を含む場合、酸化アルミニウム前駆体中の特定アルミニウム化合物の含有率は、例えば、８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましい。
【０１１６】
パッシベーション層形成用組成物に含まれる酸化アルミニウム前駆体の含有量は、必要に応じて適宜選択することができる。例えば、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、酸化アルミニウム前駆体の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、０．１質量％〜６０質量％であることが好ましく、０．５質量％〜５５質量％であることがより好ましく、１質量％〜５０質量％であることがさらに好ましく、１質量％〜４５質量％であることが特に好ましい。
【０１１７】
（その他の金属化合物）
パッシベーション層形成用組成物は、アルミニウム以外の金属元素を含むその他の金属化合物をさらに含有してもよい。金属化合物としては、具体的には、アルミニウム以外の金属元素を含む金属アルコキシド、キレート錯体等の金属錯体、有機金属化合物などが挙げられる。その他の金属化合物は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１１８】
パッシベーション膜形成用組成物がその他金属化合物を含有することで、より大きい負の固定電荷を発現するようになり、さらにパッシベーション効果を向上させることができる傾向にある。また、その他の金属化合物を含有するパッシベーション層形成用組成物を熱処理（焼成）すると、屈折率の大きな複合酸化物を生成することが可能になることがある。屈折率の大きな複合酸化物を含有するパッシベーション層は、半導体基板との界面で太陽光が屈折し、太陽光が裏面側に抜けるのを抑えて太陽電池セルに再入射するため、発電性能が向上する傾向がある。
【０１１９】
その他の金属化合物は、酸化アルミニウム前駆体及びケイ素化合物との反応性の観点から、金属アルコキシドを含むことが好ましい。金属アルコキシドは、金属の原子とアルコールとが反応して得られた化合物であれば特に制限されない。金属アルコキシドの具体例としては、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物（以下、「式（ＩＩ）化合物」ともいう）及び下記一般式（Ｖ）で表される化合物（以下、「式（Ｖ）化合物」ともいう）を挙げることができる。
【０１２０】
Ｍ１（ＯＲ５）ｐ          ・・・（ＩＩ）
【０１２１】
一般式（ＩＩ）中、Ｍ１はＮｂ、Ｔａ、ＶＯ、Ｙ、及びＨｆからなる群より選択される少なくとも１種を表す。Ｒ５はそれぞれ独立してアルキル基又はアリール基を表す。ｐはＭ１の価数を表す。
【０１２２】
Ｍ２(ＯＲ６)ｔ    （Ｖ）
【０１２３】
一般式（Ｖ）中、Ｍ２は１〜７の価数を有する金属元素（但し、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａ、ＶＯ、Ｙ、及びＨｆを除く）を表す。Ｒ６は炭素数１〜６の飽和若しくは不飽和の炭化水素基、又は炭素数１〜６のアルコキシ基で置換された炭素数１〜６の炭化水素基を表す。ｔはＭ２の価数を表す。
【０１２４】
一般式（ＩＩ）において、Ｍ１は、Ｎｂ、Ｔａ、ＶＯ、Ｙ、及びＨｆからなる群より選択される少なくとも１種であり、パッシベーション効果、パッシベーション層形成用組成物のパターン形成性、及びパッシベーション層形成用組成物を調製する際の作業性の観点から、Ｍ１としては、Ｎｂ、Ｔａ、及びＹからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、パッシベーション層形成用組成物のパッシベーション効果の観点からＮｂであることがより好ましい。
【０１２５】
上記一般式（ＩＩ）において、Ｒ５はそれぞれ独立してアルキル基、アリール基、又はアシル基を表し、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１４のアリール基又は炭素数１〜１０のアシル基であることが好ましく、炭素数１〜８のアルキル基であることがより好ましく、炭素数１〜４のアルキル基であることがさらに好ましい。Ｒ５で表されるアルキル基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。
【０１２６】
Ｒ５で表されるアルキル基及びアリール基は、置換基を有していても無置換であってもよく、無置換であることが好ましい。アルキル基の置換基としては、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基等が挙げられる。アリール基の置換基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基等が挙げられる。
【０１２７】
Ｒ５で表されるアシル基は、カルボニル基部分と、アルキル基部分、アリール基部分又はカルボニル基部分の炭素原子に直接結合する水素原子と、を含む。Ｒ５で表されるアシル基におけるアルキル基部分は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。Ｒ５で表されるアシル基におけるアルキル基部分及びアリール基部分は、置換基を有していても、無置換であってもよく、無置換であることが好ましい。Ｒ５で表されるアシル基におけるアルキル基部分の置換基としては、フェニル基、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基等が挙げられ、Ｒ６で表されるアシル基におけるアリール基部分の置換基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基等が挙げられる。
なお、Ｒ５で表されるアルキル基及びアリール基の炭素数には、置換基の炭素数は含まれないものとする。
【０１２８】
Ｒ５で表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、及び３−エチルヘキシル基が挙げられる。
Ｒ５で表されるアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。
Ｒ６で表されるアシル基として具体的には、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基、２−エチルヘキサノイル基等を挙げることができる。
【０１２９】
中でも、パッシベーション効果の観点から、Ｒ５は炭素数１〜８の無置換のアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜４の無置換のアルキル基であることがより好ましい。
【０１３０】
上記一般式（ＩＩ）において、ｐはＭ１の価数を表す。Ｍ１がＮｂである場合にはｐは５であることが好ましく、Ｍ１がＴａである場合にはｐは５であることが好ましく、Ｍ１がＶＯである場合にはｐは３であることが好ましく、Ｍ１がＹである場合にはｐは３であることが好ましく、Ｍ１がＨｆである場合にはｐは４であることが好ましい。
【０１３１】
式（ＩＩ）化合物の中でも、Ｍ１がＮｂ、Ｔａ、及びＹからなる群より選択される少なくとも１種であり、Ｒ５が炭素数１〜４の無置換のアルキル基である化合物が好ましく、Ｍ１がＮｂであり、Ｒ５が炭素数１〜４の無置換のアルキル基である化合物がより好ましい。
【０１３２】
Ｒ５がアルキル基である式（ＩＩ）化合物としては、例えば、ニオブメトキシド、ニオブエトキシド、ニオブイソプロポキシド、ニオブｎ−プロポキシド、ニオブｎ−ブトキシド、ニオブｔ−ブトキシド、ニオブイソブトキシド、タンタルメトキシド、タンタルエトキシド、タンタルイソプロポキシド、タンタルｎ−プロポキシド、タンタルｎ−ブトキシド、タンタルｔ−ブトキシド、タンタルイソブトキシド、イットリウムメトキシド、イットリウムエトキシド、イットリウムイソプロポキシド、イットリウムｎ−プロポキシド、イットリウムｎ−ブトキシド、イットリウムｔ−ブトキシド、イットリウムイソブトキシド、バナジウムオキシメトキシド、バナジウムオキシエトキシド、バナジウムオキシイソプロポキシド、バナジウムオキシｎ−プロポキシド、バナジウムオキシｎ−ブトキシド、バナジウムオキシｔ−ブトキシド、バナジウムオキシイソブトキシド、ハフニウムメトキシド、ハフニウムエトキシド、ハフニウムイソプロポキシド、ハフニウムｎ−プロポキシド、ハフニウムｎ−ブトキシド、ハフニウムｔ−ブトキシド、及びハフニウムイソブトキシドが挙げられ、中でも、ニオブエトキシド、ニオブｎ−プロポキシド、ニオブｎ−ブトキシド、タンタルエトキシド、タンタルｎ−プロポキシド、タンタルｎ−ブトキシド、イットリウムイソプロポキシド、及びイットリウムｎ−ブトキシドが好ましい。
【０１３３】
Ｒ５がアリール基である式（ＩＩ）化合物は、具体的には、ニオブフェノキシド、タンタルフェノキシド、イットリウムフェノキシド、ハフニウムフェノキシド等を挙げることができる。
【０１３４】
Ｒ５がアシル基である式（ＩＩ）化合物は、ギ酸ニオブ、酢酸ニオブ、２−エチルヘキサン酸ニオブ、酢酸タンタル、２−エチルヘキサン酸タンタル、ギ酸イットリウム、酢酸イットリウム、２−エチルヘキサン酸イットリウム、ギ酸ハフニウム、酢酸ハフニウム、２−エチルヘキサン酸ハフニウム等を挙げることができる。
【０１３５】
式（ＩＩ）化合物は、調製したものを用いても市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、高純度化学研究所株式会社のペンタメトキシニオブ、ペンタエトキシニオブ、ペンタ−ｉ−プロポキシニオブ、ペンタ−ｎ−プロポキシニオブ、ペンタ−ｉ−ブトキシニオブ、ペンタ−ｎ−ブトキシニオブ、ペンタ−ｓｅｃ−ブトキシニオブ、ペンタメトキシタンタル、ペンタエトキシタンタル、ペンタ−ｉ−プロポキシタンタル、ペンタ−ｎ−プロポキシタンタル、ペンタ−ｉ−ブトキシタンタル、ペンタ−ｎ−ブトキシタンタル、ペンタ−ｓｅｃ−ブトキシタンタル、ペンタ−ｔ−ブトキシタンタル、バナジウム（Ｖ）トリメトキシドオキシド、バナジウム（Ｖ）トリエトキシドオキシド、バナジウム（Ｖ）トリ−ｉ−プロポキシドオキシド、バナジウム（Ｖ）トリ−ｎ−プロポキシドオキシド、バナジウム（Ｖ）トリ−ｉ−ブトキシドオキシド、バナジウム（Ｖ）トリ−ｎ−ブトキシドオキシド、バナジウム（Ｖ）トリ−ｓｅｃ−ブトキシドオキシド、バナジウム（Ｖ）トリ−ｔ−ブトキシドオキシド、トリ−ｉ−プロポキシイットリウム、トリ−ｎ−ブトキシイットリウム、テトラメトキシハフニウム、テトラエトキシハフニウム、テトラ−ｉ−プロポキシハフニウム、テトラ−ｔ−ブトキシハフニウム、北興化学工業株式会社のペンタエトキシニオブ、ペンタエトキシタンタル、ペンタブトキシタンタル、イットリウム−ｎ−ブトキシド、ハフニウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド、日亜化学工業株式会社のバナジウムオキシトリエトキシド、バナジウムオキシトリノルマルプロポキシド、バナジウムオキシトリノルマルブトキシド、バナジウムオキシトリイソブトキシド、バナジウムオキシトリセカンダリーブトキシド等が挙げられる。
【０１３６】
式（ＩＩ）化合物の調製には、特定の金属（Ｍ１）のハロゲン化物とアルコールとを不活性有機溶媒の存在下で反応させ、さらにハロゲンを引き抜くためにアンモニア又はアミン類を添加する方法（特開昭６３−２２７５９３号公報及び特開平３−２９１２４７号公報）等の既知の製法を用いることができる。
【０１３７】
式（ＩＩ）化合物の一部は、特定アルミニウム化合物と同様に、２つのカルボニル基を有する特定構造の化合物と混合することでキレート構造を形成した化合物としてパッシベーション層形成用組成物に含まれていてもよい。
【０１３８】
式（ＩＩ）化合物におけるアルコキシド構造の存在は、通常用いられる分析方法で確認することができる。例えば、赤外分光スペクトル、核磁気共鳴スペクトル、融点等を用いて確認することができる。
【０１３９】
式（ＩＩ）化合物は、常温（２５℃）で固体であっても液体であってもよく、特に制限されない。パッシベーション層形成用組成物の保存安定性、及び特定アルミニウム化合物等の他の成分との混合性の観点から、式（ＩＩ）化合物は、常温（２５℃）で液体であることが好ましい。
【０１４０】
式（ＩＩ）化合物の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。保存安定性及びパッシベーション効果の観点から、式（ＩＩ）化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、０．１質量％〜６０質量％であることが好ましく、０．５質量％〜５０質量％であることがより好ましく、１質量％〜４０質量％であることがさらに好ましく、１質量％〜３０質量％であることが特に好ましい。
【０１４１】
一般式（Ｖ）において、Ｍ２は１〜７の価数を有する金属元素（但し、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａ、ＶＯ、Ｙ、及びＨｆを除く）を表す。具体的に、Ｍ２としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ、及びＢｉからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素が挙げられる。このうち、太陽電池素子を構成した場合の発電効率の観点から、Ｍ２は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｐｂ、及びＢｉからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素であることが好ましく、Ｔｉ、Ｚｒ及びＢｉからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素であることがより好ましい。
【０１４２】
一般式（Ｖ）において、Ｒ６は炭素数１〜６の飽和若しくは不飽和の炭化水素基、又は炭素数１〜６のアルコキシ基で置換された炭素数１〜６の炭化水素基を表す。ｔはＭ２の価数を表す。
【０１４３】
上記一般式（Ｖ）においてＲ６で表される基としては、一般式（ＩＶ）においてＲ１で表される基と同様の基が挙げられる。
【０１４４】
パッシベーション層形成用組成物がその他の金属化合物を含有する場合、その他の金属化合物の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。保存安定性及びパッシベーション効果の観点から、その他の金属化合物の合計の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、０．１質量％〜５０質量％であることが好ましく、０．５質量％〜３０質量％であることがより好ましく、１質量％〜２０質量％であることがさらに好ましい。
【０１４５】
（液状媒体）
パッシベーション層形成用組成物は、液状媒体（溶媒又は分散媒）をさらに含有してもよい。本明細書において、液状媒体とは、室温（２５℃）において液体の状態の媒体をいい、但し、水を除く。
パッシベーション層形成用組成物が液状媒体を含有することで、粘度の調整がより容易になり、付与性がより向上し、より均一なパッシベーション層を形成することができる傾向にある。
【０１４６】
液状媒体としては特に制限されず、適宜選択することができる。液状媒体は、特定化合物、必要に応じて含有される特定アルミニウム化合物、式（ＩＩ）化合物、式（Ｖ）化合物等を溶解して均一な溶液となり得る液状媒体を含むことが好ましく、有機溶剤の少なくとも１種を含むことがより好ましい。
【０１４７】
特定化合物、特定アルミニウム化合物、式（ＩＩ）化合物、及び式（Ｖ）化合物には、そのままの状態では加水分解、重合反応等の反応を容易に起こし固化しやすいものがある。しかし、液状媒体中に存在させることによって反応が抑制され、パッシベーション層形成用組成物の保存安定性が向上する傾向がある。
【０１４８】
また、液状媒体は、水又は比較的親水性の液状媒体を含んでもよい。このような液状媒体を用いると、特定化合物、必要に応じて添加される特定アルミニウム化合物、式（ＩＩ）化合物、式（Ｖ）化合物等の加水分解反応が均一的に進行するようになり、パッシベーション層形成用組成物の均質性が向上して、印刷性が向上する傾向にある。
【０１４９】
液状媒体として具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、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−ｎ−プロピルケトン、ジイソブチルケトン、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、ジイソプロピルエーテル、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−ｎ−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、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−ｎ−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、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、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸ｎ−ペンチル、酢酸ｓｅｃ−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、酢酸メトキシトリエチレングリコール、酢酸イソアミル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、プロピオン酸イソアミル、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−ｎ−プロピルピロリジノン、Ｎ−ｎ−ブチルピロリジノン、Ｎ−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、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤；塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、オクタン、エチルベンゼン、２−エチルヘキサン酸等の疎水性有機溶剤；メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、イソペンタノール、２−メチルブタノール、ｓｅｃ−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、ｓｅｃ−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、ｓｅｃ−オクタノール、ｎ−ノニルアルコール、ｎ−デカノール、ｓｅｃ−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、ｓｅｃ−テトラデシルアルコール、ｓｅｃ−ヘプタデシルアルコール、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；クレゾール等のフェノール系溶剤；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��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；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、ピネン、カルボン、オシメン、フェランドレン等のテルペン溶剤などが挙げられる。これらの液状媒体は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１５０】
半導体基板への付与性及びパターン形成性の観点から、液状媒体は、テルペン溶剤、エステル溶剤、及びアルコール溶剤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く、テルペン溶剤からなる群より選択される少なくとも１種を含むことがより好ましい。
【０１５１】
パッシベーション層形成用組成物が液状媒体を含有する場合、液状媒体の含有率は、付与性、パターン形成性及び保存安定性を考慮して決定される。例えば、液状媒体の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の付与性とパターン形成性の観点からは、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、５質量％〜９８質量％であることが好ましく、１０質量％〜９５質量％であることがより好ましい。
【０１５２】
（水）
パッシベーション層形成用組成物は、水を含有してもよい。例えば、特定化合物、酸化アルミニウム前駆体、並びに、必要に応じて含有される式（ＩＩ）化合物、及び式（Ｖ）化合物の少なくとも１つがアルコキシ化合物（アシルオキシ化合物を含む）の場合、パッシベーション層形成用組成物に水を添加することで加水分解が進行して加水分解物が形成される。加水分解物は、特定化合物と、酸化アルミニウム前駆体と、必要に応じて含有される式（ＩＩ）化合物と、式（Ｖ）化合物との反応物を含んでいてもよい。
加水分解物は、金属化合物同士でネットワークを形成すると考えられる。また、このネットワークはパッシベーション層形成用組成物が流動していると容易に崩れ、再び静止状態になると再形成されるものであると考えられる。このネットワークが、パッシベーション層形成用組成物が静止している際の粘度を上昇させ、流動している際には粘度を低下させる。その結果、パッシベーション層形成用組成物の高せん断速度時と低せん断速度時の粘度比、すなわちチキソ比が向上し、パターン形成性に必要なチキソ性を発現するものと考えられる。
【０１５３】
チキソ性が向上したパッシベーション層形成用組成物を半導体基板上に付与して形成される組成物層は、形状安定性がより向上し、パッシベーション層を所望の形状で所望の位置に選択的に形成することができるようになる。そのため、水を含むパッシベーション層形成用組成物においては、所望のチキソ性を発現させるためにチキソ剤及び樹脂の少なくとも一方（以下、チキソ剤及び樹脂の少なくとも一方をチキソ剤等と称することがある）が不要であるか、又はチキソ剤等を用いたとしても従来のパッシベーション層形成用組成物に比較してその添加量を低減することが可能となる。
【０１５４】
有機物から構成されるチキソ剤等を含むパッシベーション層形成用組成物を用いてパッシベーション層を形成する場合、脱脂処理する工程を経ることで当該チキソ剤等が熱分解してパッシベーション層から飛散することになる。しかし、脱脂処理する工程を経てもチキソ剤等の熱分解物が不純物としてパッシベーション層に残存することがあり、残存したチキソ剤等の熱分解物がパッシベーション層の特性に影響をおよぼす場合がある。一方、無機物から構成されるチキソ剤を含むパッシベーション層形成用組成物を用いてパッシベーション層を形成する場合、熱処理（焼成）工程を経ても当該チキソ剤が飛散せずパッシベーション層中に残存することがある。残存したチキソ剤がパッシベーション層の特性に影響をおよぼす場合がある。
【０１５５】
一方、水を含むパッシベーション層形成用組成物においては、水がアルコキシ化合物に作用することで、水又はアルコキシ化合物の加水分解物がチキソ剤として振る舞う。水は、パッシベーション層形成用組成物を用いてパッシベーション層を形成する場合に実施される熱処理（焼成）工程等において従来のチキソ剤等よりもパッシベーション層から飛散しやすい。そのため、パッシベーション層中の残存物の存在によるパッシベーション層のパッシベーション効果の低下を引き起こしにくい。
【０１５６】
以上のように、パッシベーション層形成用組成物が水を含むことで、パターン形成性に優れ、パッシベーション効果に優れたパッシベーション層を簡便な手法で形成することが可能である。また、優れたパターン形成性を有するパッシベーション層形成用組成物を用いることで、所望の形状のパッシベーション層を形成することができる。このことから、優れたパッシベーション層付半導体基板、太陽電池素子、及び太陽電池の製造が可能となる。
【０１５７】
水の状態は、固体であっても液体であってもよい。アルコキシ化合物との混合性の観点から、水は、液体であることが好ましい。
【０１５８】
パッシベーション層形成用組成物に含まれる水の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。
水の含有率は、パッシベーション層形成用組成物にチキソ性を付与する観点から、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、０．０１質量％以上であることが好ましく、０．０３質量％以上であることがより好ましく、０．０５質量％以上であることがさらに好ましく、０．１質量％以上であることが特に好ましい。
また、水の含有率は、パターン形成性及びパッシベーション効果の観点から、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、８０質量％以下であることが好ましく、７０質量％以下であることがより好ましく、６０質量％以下であることがさらに好ましく、５０質量％以下であることが特に好ましい。
【０１５９】
パッシベーション層形成用組成物中でアルコキシ化合物に作用した水の量は、アルコキシ化合物から遊離したアルコール又はカルボン酸の量から算出できる。アルコキシ化合物に水が作用する際、アルコキシ化合物からアルコール又はカルボン酸が遊離する。この遊離したアルコール又はカルボン酸の量は水が作用したアルコキシ化合物の官能基の数に比例する。よって、この遊離したアルコール又はカルボン酸の量を測定することで、アルコキシ化合物に作用した水の量が算出できる。遊離したアルコール又はカルボン酸の量の測定は、例えば、ガスクロマトグラフィー質量分析（ＧＣ―ＭＳ）を用いて確認できる。
【０１６０】
パッシベーション層形成用組成物に含まれるアルコール又はカルボン酸の含有率は、例えば、０．５質量％〜７０質量％であることが好ましく、１質量％〜６０質量％であることがより好ましく、１質量％〜５０質量％であることがさらに好ましい。
【０１６１】
以上から、パッシベーション層形成用組成物は、特定化合物の少なくとも１種の加水分解物を含んでいてもよく、酸化アルミニウム前駆体の少なくとも１種の加水分解物を含んでいてもよく、必要に応じて、式（ＩＩ）化合物の少なくとも１種の加水分解物を含んでいてもよく、式（Ｖ）化合物の少なくとも１種の加水分解物を含んでいてもよい。
なお、特定化合物の加水分解物には、特定化合物の加水分解物の脱水縮合物が含まれていてもよく、酸化アルミニウム前駆体の加水分解物には、酸化アルミニウム前駆体の加水分解物の脱水縮合物が含まれていてもよく、式（ＩＩ）化合物の加水分解物には、式（ＩＩ）化合物の加水分解物の脱水縮合物が含まれていてもよく、式（Ｖ）化合物の加水分解物には、式（Ｖ）化合物の加水分解物の脱水縮合物が含まれていてもよい。
【０１６２】
水を含むパッシベーション層形成用組成物において、水を含むパッシベーション層形成用組成物において、特定化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物中における特定化合物及び特定化合物の加水分解物の合計の含有率である。さらに、酸化アルミニウム前駆体の含有率は、パッシベーション層形成用組成物中における酸化アルミニウム前駆体及び酸化アルミニウム前駆体の加水分解物の合計の含有率である。さらに、水を含むパッシベーション層形成用組成物において、式（ＩＩ）化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物中における式（ＩＩ）化合物及び式（ＩＩ）化合物の加水分解物の合計の含有率である。さらに、水を含むパッシベーション層形成用組成物において、式（Ｖ）化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物中における式（Ｖ）化合物及び式（Ｖ）化合物の加水分解物の合計の含有率である。
【０１６３】
（樹脂）
パッシベーション層形成用組成物は、樹脂をさらに含有してもよい。パッシベーション層形成用組成物が樹脂を含有することで、パッシベーション層形成用組成物が半導体基板上に付与されて形成される組成物層の形状安定性がより向上し、パッシベーション層を所望の形状で所望の位置に選択的に形成することができる。
【０１６４】
樹脂の種類は特に制限されない。樹脂は、パッシベーション層形成用組成物を半導体基板上に付与する際に、良好なパターン形成ができる範囲に粘度調整が可能なものが好ましい。樹脂として具体的には、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミド誘導体、ポリビニルアミド、ポリビニルアミド誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド誘導体、ポリスルホン酸、ポリアクリルアミドアルキルスルホン酸、セルロース、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、エチルセルロース等のセルロースエーテルなど）、ゼラチン、ゼラチン誘導体、澱粉、澱粉誘導体、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム誘導体、キサンタン、キサンタン誘導体、グアーガム、グアーガム誘導体、スクレログルカン、スクレログルカン誘導体、トラガカント、トラガカント誘導体、デキストリン、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（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、シロキサン樹脂、これらの共重合体などを挙げることができる。これら樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
本明細書において「（メタ）アクリル」はアクリル及びメタクリルの少なくとも一方を意味し、「（メタ）アクリレート」はアクリレート及びメタクリレートの少なくとも一方を意味する。
【０１６５】
保存安定性及びパターン形成性の観点から、酸性及び塩基性の官能基を有さない中性樹脂を用いることが好ましく、含有量が少量の場合においても容易に粘度及びチキソ性を調節できる観点から、セルロース誘導体を用いることがより好ましい。
またこれら樹脂の分子量は特に制限されず、パッシベーション層形成用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好ましい。樹脂の重量平均分子量は、保存安定性とパターン形成性の観点から、例えば、１，０００〜１０，０００，０００であることが好ましく、１，０００〜５，０００，０００であることがより好ましい。なお、樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を用いて測定される分子量分布から標準ポリスチレンの検量線を使用して換算して求められる。
【０１６６】
パッシベーション層形成用組成物が樹脂を含有する場合、パッシベーション層形成用組成物中の樹脂の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。例えば、樹脂の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、０．１質量％〜５０質量％であることが好ましい。パターン形成をより容易にするようなチキソ性を発現させる観点から、樹脂の含有率は０．２質量％〜２５質量％であることがより好ましく、０．５質量％〜２０質量％であることがさらに好ましく、０．５質量％〜１５質量％であることが特に好ましい。
【０１６７】
パッシベーション層形成用組成物が酸化アルミニウム前駆体と樹脂とを含有する場合、パッシベーション層形成用組成物における酸化アルミニウム前駆体と樹脂の含有比率は、必要に応じて適宜選択することができる。パターン形成性と保存安定性の観点からは、酸化アルミニウム前駆体に対する樹脂の含有比率（樹脂／酸化アルミニウム前駆体）は、例えば、０．００１〜１０００であることが好ましく、０．０１〜１００であることがより好ましく、０．１〜１であることがさらに好ましい。
【０１６８】
なお、パッシベーション層形成用組成物が水を含有する場合、チキソ性が向上することから、樹脂を含有させなくてもよい。そこで、パッシベーション層形成用組成物が水を含有する場合の、パッシベーション層形成用組成物に含まれる樹脂の含有率は、０．５質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以下であることがより好ましく、０．１質量％以下であることがさらに好ましく、実質的に樹脂を含有しないことが特に好ましい。
【０１６９】
（高沸点材料）
パッシベーション層形成用組成物は、樹脂と共に又は樹脂に代わる材料として、高沸点材料を用いてもよい。高沸点材料は、加熱したときに容易に気化して脱脂処理する必要のない化合物であることが好ましい。また、パッシベーション層形成用組成物を半導体基板に付与した後で形状が維持できるよう、高沸点材料は、粘度が高いことが好ましい。これらを満たす材料として、例えば、イソボルニルシクロヘキサノールが挙げられる。
【０１７０】
イソボルニルシクロヘキサノールは、例えば、「テルソルブ  ＭＴＰＨ」（日本テルペン化学株式会社、商品名）として商業的に入手可能である。イソボルニルシクロヘキサノールは沸点が３０８℃〜３１８℃と高く、また組成物層から除去する際には、樹脂のように熱処理（焼成）による脱脂処理を行うまでもなく、加熱により気化させることによって消失させることができる。このため、半導体基板上に付与した後の乾燥工程で、パッシベーション層形成用組成物中に必要に応じて含まれる溶剤とイソボルニルシクロヘキサノールの大部分を取り除くことができる。
【０１７１】
パッシベーション層形成用組成物が高沸点材料を含有する場合、高沸点材料の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、０．５質量％〜９５質量％であることが好ましく、１質量％〜９０質量％であることがより好ましく、２質量％〜８０質量％であることがさらに好ましく、５質量％〜８０質量％であることが特に好ましい。
【０１７２】
（酸性化合物及び塩基性化合物）
パッシベーション層形成用組成物は、酸性化合物及び塩基性化合物の少なくとも一方をさらに含有してもよい。パッシベーション層形成用組成物が酸性化合物又は塩基性化合物を含有する場合、保存安定性の観点からは、酸性化合物又は塩基性化合物の含有率は、例えば、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、それぞれ１質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以下であることがより好ましい。
酸性化合物としては、ブレンステッド酸及びルイス酸を挙げることができる。具体的には塩酸、硝酸等の無機酸；酢酸等の有機酸；などを挙げることができる。また塩基性化合物としては、ブレンステッド塩基及びルイス塩基を挙げることができる。具体的には、塩基性化合物としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等の無機塩基、トリアルキルアミン、ピリジン等の有機塩基などを挙げることができる。
【０１７３】
（その他の成分）
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物は、上述の成分に加え、必要に応じて当該分野で通常用いられるその他の成分をさらに含んでもよい。その他の成分としては、例えば、チキソ剤、有機フィラー、無機フィラー、アシル基含有化合物可塑剤、分散剤、及び界面活性剤を挙げることができる。
【０１７４】
その他の成分は、チキソ剤から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。チキソ剤から選択される少なくとも１種を含むことで、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物が半導体基板上に付与されて形成される組成物層の形状安定性がより向上し、パッシベーション層を前記組成物層が形成された領域に、所望の形状で形成することができる。
【０１７５】
チキソ剤としては、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール化合物、有機フィラー、無機フィラー等が挙げられる。ポリアルキレングリコール化合物としては、下記一般式（ＶＩ）で表される化合物等が挙げられる。
【０１７６】
Ｒ９−（Ｏ−Ｒ１０）ｎ−Ｏ−Ｒ１１    ・・・（ＶＩ）
【０１７７】
一般式（ＶＩ）中、Ｒ９及びＲ１１はそれぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示し、Ｒ１０はアルキレン基を示す。ｎは３以上の任意の整数である。尚、複数存在する（Ｏ−Ｒ１０）におけるＲ１０は同一であっても異なっていてもよい。
【０１７８】
脂肪酸アミドとしては、例えば、下記一般式（ＶＩＩ）、（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）及び（Ｘ）で表される化合物が挙げられる。
【０１７９】
Ｒ１２ＣＯＮＨ２・・・・（ＶＩＩ）
Ｒ１２ＣＯＮＨ−Ｒ１３−ＮＨＣＯＲ１２・・・・（ＶＩＩＩ）
Ｒ１２ＮＨＣＯ−Ｒ１３−ＣＯＮＨＲ１２・・・・（ＩＸ）
Ｒ１２ＣＯＮＨ−Ｒ１３−Ｎ（Ｒ１４）２・・・・（Ｘ）
【０１８０】
一般式（ＶＩＩ）、（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）及び（Ｘ）中、Ｒ１２及びＲ１４は各々独立に炭素数１〜３０のアルキル基又は炭素数２〜３０のアルケニル基を示し、Ｒ１３は炭素数１〜１０のアルキレン基を示す。Ｒ１２及びＲ１４は同一であっても異なっていてもよい。２つのＲ１４は同一であっても異なっていてもよい。
【０１８１】
有機フィラーとしては、アクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリスチレン樹脂等で構成される粒子又は繊維状物が挙げられる。無機フィラーとしては、二酸化珪素、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、ガラス等の粒子などが挙げられる。
【０１８２】
有機フィラー又は無機フィラーが粒子形状の場合、その体積平均粒子径は、０．０１μｍ〜５０μｍであってもよい。有機フィラー及び無機フィラーの体積平均粒子径は、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置（例えば、ベックマンコールターＬＳ１３３２０）で測定することができ、得られた粒度分布からメディアン径を算出した値を平均粒子径とすることができる。また、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて観察することで平均粒子径を求めることもできる。
【０１８３】
アシル基含有金属化合物としては、トリス（２−エチルヘキサン酸）ビスマス等のアシル基含有ビスマス等が挙げられる。
【０１８４】
パッシベーション層形成用組成物がその他の成分を含有する場合、その他の成分の含有量は特に制限されず、例えば、パッシベーション層形成用組成物の総量１００質量部に対して、各成分をそれぞれ０．０１質量部〜２０質量部程度の量で使用してもよい。その他の成分は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１８５】
（物性値）
パッシベーション層形成用組成物の粘度は特に制限されず、半導体基板への付与方法等に応じて適宜選択することができる。例えば、パッシベーション層形成用組成物の粘度は０．０１Ｐａ・ｓ〜１００００Ｐａ・ｓとすることができ、パターン形成性の観点から、０．１Ｐａ・ｓ〜１０００Ｐａ・ｓとすることが好ましい。
なお、本明細書において、粘度は、回転式せん断粘度計を用いて、２５℃、せん断速度１．０ｓ−１で測定される。
【０１８６】
パッシベーション層形成用組成物のせん断粘度は特に制限されず、チキソ性を有していることが好ましい。パターン形成性の観点からは、せん断速度１．０ｓ−１におけるせん断粘度η１を、せん断速度１０ｓ−１におけるせん断粘度η２で除して算出されるチキソ比（η１／η２）が、例えば、１．０５〜１００であることが好ましく、１．１〜５０であることがより好ましい。
なお、本明細書において、せん断粘度は、コーンプレート（直径５０ｍｍ、コーン角１°）を装着した回転式のせん断粘度計を用いて、温度２５℃で測定される。
【０１８７】
一方、パッシベーション層形成用組成物が樹脂の代わりに高沸点材料を含む場合、パターン形成性の観点から、せん断速度１．０ｓ−１におけるせん断粘度η１を、せん断速度１０００ｓ−１におけるせん断粘度η３で除して算出されるチキソ比（η１／η３）が、例えば、１．０５〜１００であることが好ましく、１．１〜５０であることがより好ましい。
【０１８８】
（パッシベーション層形成用組成物の製造方法）
パッシベーション層形成用組成物の製造方法は、特に制限はない。例えば、特定化合物と、必要に応じて含有される酸化アルミニウム前駆体、式（ＩＩ）化合物、式（Ｖ）化合物、液状媒体、樹脂等とを、通常用いられる混合方法で混合することで製造することができる。樹脂と液状媒体とを含有するパッシベーション層形成用組成物を調製する場合には、樹脂を液状媒体に溶解した後、これとケイ素化合物及び必要に応じて酸化アルミニウム前駆体を混合することで、パッシベーション層形成用組成物を製造してもよい。
【０１８９】
酸化アルミニウム前駆体として、特定アルミニウム化合物を用いる場合、アルミニウムアルコキシドと、アルミニウムとキレートを形成可能な化合物とを混合して調製してもよい。その際、適宜液状媒体を用いても、加熱処理を行ってもよい。
【０１９０】
パッシベーション層形成用組成物中に含まれる成分、及び各成分の含有量は、示差熱−熱重量同時測定装置（ＴＧ／ＤＴＡ）等の熱分析、核磁気共鳴（ＮＭＲ）、赤外分光法（ＩＲ）等のスペクトル分析、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）等のクロマトグラフ分析などを用いて確認することができる。
【０１９１】
＜パッシベーション層付半導体基板＞
本実施形態のパッシベーション層付半導体基板は、半導体基板と、前記半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に設けられる、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物であるパッシベーション層とを有する。パッシベーション層付半導体基板は、必要に応じてその他の構成要素をさらに有していてもよい。
パッシベーション層付半導体基板は、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物であるパッシベーション層を有することで優れたパッシベーション効果を示す。
【０１９２】
半導体基板は特に制限されず、目的に応じて通常用いられるものから適宜選択することができる。半導体基板としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム等の基板にｐ型不純物又はｎ型不純物をドープ（拡散）したものが挙げられる。半導体基板は、シリコン基板であることが好ましい。また、半導体基板は、ｐ型半導体基板であっても、ｎ型半導体基板であってもよい。パッシベーション効果の観点から、パッシベーション層が形成される面がｐ型層である半導体基板であることが好ましい。半導体基板上のｐ型層は、ｐ型半導体基板に由来するｐ型層であっても、ｐ型拡散層又はｐ＋型拡散層として、ｎ型半導体基板又はｐ型半導体基板上に形成されたものであってもよい。
【０１９３】
半導体基板の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、半導体基板の厚みは、５０μｍ〜１０００μｍとすることができ、７５μｍ〜７５０μｍであることが好ましい。
【０１９４】
半導体基板上に形成されるパッシベーション層の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、パッシベーション層の平均厚みは、２００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであることがより好ましく、１０ｎｍ〜１９０ｎｍであることがさらに好ましく、１５ｎｍ〜１８０ｎｍであることが特に好ましい。
なお、形成されたパッシベーション層の平均厚みは、自動エリプソメータ（例えば、ファイブラボ社、ＭＡＲＹ−１０２）を用いて常法により、９点の厚みを測定し、その算術平均値として算出される。
【０１９５】
パッシベーション層中の特定元素の含有率は、０．０１ａｔｍ％以上であることが好ましく、０．０５ａｔｍ％以上であることがより好ましく、０．１ａｔｍ％以上であることがさらに好ましく、０．２ａｔｍ％以上であることが特に好ましい。
また、パッシベーション層中の特定元素の含有率は、例えば、０．０１質量％〜４０質量％であることが好ましく、０．１質量％〜３５質量％であることがより好ましく、０．５質量％〜３０質量％であることがさらに好ましい。
【０１９６】
パッシベーション層中の特定元素の含有率は、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、又は高周波誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）により測定することができる。
【０１９７】
パッシベーション層付半導体基板は、太陽電池素子、発光ダイオード素子等に適用することができる。例えば、太陽電池素子に適用することで発電性能に優れた太陽電池素子を得ることができる。パッシベーション層付半導体基板を太陽電池素子に適用する場合、パッシベーション層は太陽電池素子の受光面側に設けられることが好ましい。
【０１９８】
＜パッシベーション層付半導体基板の製造方法＞
本実施形態のパッシベーション層付半導体基板の製造方法は、半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、前記組成物層を熱処理（焼成）してパッシベーション層を形成する工程とを有する。前記製造方法は必要に応じてその他の工程をさらに含んでいてもよい。
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物を用いることで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を簡便な方法で形成することができる。
【０１９９】
パッシベーション層形成用組成物を付与する半導体基板としては、前述のパッシベーション層付半導体基板で説明したものを用いることができる。
【０２００】
パッシベーション層付半導体基板の製造方法は、組成物層を形成する工程の前に、半導体基板上にアルカリ水溶液を付与する工程をさらに有することが好ましい。すなわち、半導体基板上にパッシベーション層形成用組成物を付与する前に、半導体基板の表面をアルカリ水溶液で洗浄することが好ましい。アルカリ水溶液で洗浄することで、半導体基板の表面に存在する有機物、パーティクル等を除去することができ、パッシベーション効果がより向上する。
【０２０１】
アルカリ水溶液による洗浄の方法としては、一般的に知られているＲＣＡ洗浄等を用いた洗浄方法を例示することができる。例えば、アンモニア水と過酸化水素水との混合溶液に半導体基板を浸し、６０℃〜８０℃で処理することで、有機物及びパーティクルを除去して洗浄することできる。洗浄時間は、例えば、１０秒〜１０分間であることが好ましく、３０秒〜５分間であることがより好ましい。
【０２０２】
半導体基板上にパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する方法は特に制限はなく、公知の塗布方法等を用いてもよい。具体的には、浸漬法、印刷法、スピンコート法、ディスペンサー法、刷毛塗り法、スプレー法、ドクターブレード法、ロールコート法、インクジェット法等を挙げることができる。パターン形成性の観点から、スクリーン印刷等の印刷法、インクジェット法などが好ましく、スクリーン印刷法がより好ましい。
【０２０３】
パッシベーション層形成用組成物の半導体基板への付与量は、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、形成されるパッシベーション層の厚みが、前述の所望の厚みとなるように適宜調整することができる。
【０２０４】
パッシベーション層形成用組成物によって形成された組成物層を熱処理（焼成）して、組成物層に由来する熱処理物層（焼成物層）を形成することで、半導体基板上にパッシベーション層を形成することができる。
組成物層の熱処理（焼成）条件は、パッシベーション層形成用組成物中の元素が酸化物に変換される条件であれば特に制限はない。たとえば、酸化アルミニウム前駆体を含有するパッシベーション層形成用組成物を用いる場合、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）に変換可能であれば、熱処理（焼成）条件は特に制限されない。中でも、特定の結晶構造を持たないアモルファス状のＡｌ２Ｏ３層を形成可能な熱処理（焼成）条件であることが好ましい。パッシベーション層がアモルファス状のＡｌ２Ｏ３層で構成されることで、パッシベーション層に効果的に固定電荷を与え、より優れたパッシベーション効果が得られる傾向にある。具体的には、熱処理（焼成）温度は、４００℃〜９００℃であることが好ましく、４５０℃〜８００℃であることがより好ましい。熱処理（焼成）時間は、熱処理（焼成）温度等に応じて適宜選択できる。例えば、３０秒〜１０時間であることが好ましく、１分〜５時間であることがより好ましい。
【０２０５】
パッシベーション層付半導体基板の製造方法は、パッシベーション層形成用組成物を半導体基板に付与して組成物層を形成した後、熱処理（焼成）によってパッシベーション層を形成する工程の前に、組成物層を乾燥処理する工程をさらに有していてもよい。組成物層を乾燥処理する工程を有することで、より厚みの揃ったパッシベーション層が形成される傾向にある。
【０２０６】
組成物層を乾燥処理する工程は、パッシベーション層形成用組成物に含まれることがある液状媒体及び水の少なくとも一部を除去することができれば、特に制限されない。乾燥処理は、例えば、３０℃〜６００℃で５秒〜６０分間の加熱処理であることが好ましく、４０℃〜４５０℃で３０秒間〜４０分間の加熱処理であることがより好ましい。また乾燥処理は、常圧下で行なっても減圧下で行なってもよい。
【０２０７】
パッシベーション層形成用組成物が樹脂を含む場合、パッシベーション層付半導体基板の製造方法は、パッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成した後、熱処理（焼成）によってパッシベーション層を形成する工程の前に、組成物層を脱脂処理する工程をさらに有していてもよい。組成物層を脱脂処理する工程を有することで、より均一なパッシベーション効果を有するパッシベーション層を形成することができる。
【０２０８】
組成物層を脱脂処理する工程は、パッシベーション層形成用組成物に含まれることがある樹脂の少なくとも一部を除去することができれば、特に制限されない。脱脂処理は、例えば、３０℃〜６００℃で５秒〜６０分間の加熱処理であることが好ましく、４０℃〜４５０℃で３０秒〜４０分間の熱処理であることがより好ましい。また、脱脂処理は、酸素存在下で行うことが好ましく、大気中で行なうことがより好ましい。
【０２０９】
＜太陽電池素子＞
本実施形態の太陽電池素子は、ｐ型層及びｎ型層がｐｎ接合されてなるｐｎ接合部を有する半導体基板と、前記半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に設けられる本実施形態のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物層と、前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の層上に配置される電極と、を有する。太陽電池素子は、必要に応じてその他の構成要素をさらに有していてもよい。
本実施形態の太陽電池素子は、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物から形成されたパッシベーション層を有することで、発電性能に優れる。
【０２１０】
太陽電池素子で用いる半導体基板の詳細は、既述のパッシベーション層付半導体基板の場合と同様であり、好ましい態様も同様である。太陽電池素子におけるパッシベーション層の厚みは、特に制限されず、既述のパッシベーション層付半導体基板の場合と同様であり、好ましい態様も同様である。
太陽電池素子の形状及び大きさに制限はない。例えば、一辺が１２５ｍｍ〜１５６ｍｍの正方形であることが好ましい。
【０２１１】
＜太陽電池素子の製造方法＞
本実施形態の太陽電池素子の製造方法は、ｐ型層及びｎ型層が接合されてなるｐｎ接合部を有する半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、前記組成物層を熱処理（焼成）して、パッシベーション層を形成する工程と、前記ｐ型層及びｎ型層の少なくとも一方の層上に、電極を配置する工程と、を有する。太陽電池素子の製造方法は、必要に応じてその他の工程をさらに有していてもよい。
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物を用いることで、発電性能に優れる太陽電池素子を簡便な方法で製造することができ、生産性が向上する。
【０２１２】
半導体基板におけるｐ型層及びｎ型層の少なくとも一方の層上に電極を配置する方法としては、通常用いられる方法を採用することができる。例えば、半導体基板の所望の領域に、銀ペースト、アルミニウムペースト等の電極形成用ペーストを付与し、必要に応じて熱処理（焼成）することで電極を作製することができる。
【０２１３】
パッシベーション層が設けられる半導体基板の面は、ｐ型層であっても、ｎ型層であってもよい。発電性能の観点から、半導体基板の面は、ｐ型層であることが好ましい。
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物を用いてパッシベーション層を形成する方法の詳細は、既述のパッシベーション層付半導体基板の製造方法と同様であり、好ましい態様も同様である。
【０２１４】
次に図面を参照しながら本実施形態の太陽電池素子の製造方法について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。また、実質的に同一の機能を有する部材には全図面を通じて同じ符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。
【０２１５】
図１は、パッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す工程図を断面図として示したものである。但し、この工程図は、本発明をなんら制限するものではない。
【０２１６】
図１（１）では、ｐ型半導体基板１をアルカリ水溶液で洗浄し、ｐ型半導体基板１の表面の有機物、パーティクル等を除去する。これにより、パッシベーション効果がより向上する。アルカリ水溶液による洗浄方法としては、一般的に知られるＲＣＡ洗浄等を用いる方法が挙げられる。
【０２１７】
その後、図１（２）に示すように、ｐ型半導体基板１の表面にアルカリエッチング等を施し、表面に凹凸（テクスチャともいう）を形成する。これにより、受光面側では太陽光の反射を抑制することができる。なお、アルカリエッチングには、ＮａＯＨとＩＰＡ（イソプロピルアルコール）とからなるエッチング溶液を使用することができる。
【０２１８】
次いで、図１（３）に示すように、ｐ型半導体基板１の表面にリン等を熱的に拡散させることにより、ｎ＋型拡散層２がサブミクロンオーダーの厚みで形成されるとともに、ｐ型バルク部分との境界にｐｎ接合部が形成される。
【０２１９】
リンを拡散させるための手法としては、例えば、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）、窒素、及び酸素の混合ガス雰囲気において、８００℃〜１０００℃で数十分間の処理を行う方法が挙げられる。この方法では、混合ガスを用いてリンの拡散を行うため、図１（３）に示すように、受光面（おもて面）以外に、裏面及び側面（図示せず）にもｎ＋型拡散層２が形成される。またｎ＋型拡散層２の上には、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）層３が形成される。そこで、サイドエッチングを行い、側面のＰＳＧ層３及びｎ＋型拡散層２を除去する。
【０２２０】
その後、図１（４）に示すように、受光面及び裏面のＰＳＧ層３をフッ酸等のエッチング溶液を用いて除去する。さらに裏面については、図１（５）に示すように、別途エッチング処理を行い、裏面のｎ＋型拡散層２を除去する。
【０２２１】
そして、図１（６）に示すように、受光面のｎ＋型拡散層２上に、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）法等によって、窒化ケイ素等の反射防止膜４を厚み９０ｎｍ前後で設ける。
【０２２２】
また、裏面については、ＮａＯＨ等のアルカリ水溶液を用いて裏面の凸凹を平坦化してもよい。
【０２２３】
次いで、図１（７）に示すように、裏面の一部にパッシベーション層形成用組成物をスクリーン印刷法等にて付与した後、乾燥後に３００℃〜９００℃で熱処理（焼成）を行い、パッシベーション層５を形成する。
【０２２４】
図５に、裏面におけるパッシベーション層の形成パターンの一例を概略平面図として示す。図７は、図５のＡ部を拡大した概略平面図である。図８は、図５のＢ部を拡大した概略平面図である。図５に示すパッシベーション層の形成パターンの場合、図７及び図８に示されるように、裏面のパッシベーション層５は後の工程で裏面出力取出し電極７が形成される部分を除き、ドット状のパターンで形成される。このドット状開口部のパターンは、ドット径（Ｌａ）及びドット間隔（Ｌｂ）で規定され、規則正しく配列していることが好ましい。ドット径（Ｌａ）及びドット間隔（Ｌｂ）は任意に設定でき、パッシベーション効果及び少数キャリアの再結合を抑制する観点から、Ｌａが５μｍ〜２ｍｍでＬｂが１０μｍ〜３ｍｍであることが好ましく、Ｌａが１０μｍ〜１．５ｍｍでＬｂが２０μｍ〜２．５ｍｍであることがより好ましく、Ｌａが２０μｍ〜１．３ｍｍでＬｂが３０μｍ〜２ｍｍであることがさらに好ましい。
【０２２５】
パッシベーション層形成用組成物が優れたパターン形成性を有している場合、このドット状開口部のパターンは、ドット径（Ｌａ）及びドット間隔（Ｌｂ）が、より規則正しく配列する。このことから、少数キャリアの再結合が効果的に抑制され、太陽電池素子の発電性能が向上する。
【０２２６】
また、裏面におけるパッシベーション層の形成パターンの別の一例を概略平面図として示す。図９は、図５のＡ部を拡大した概略平面図である。図１０は、図５のＢ部を拡大した概略平面図である。図５に示すパッシベーション層の形成パターンの場合、図９及び図１０に示すように、裏面のパッシベーション層５は後の工程で裏面出力取出し電極７が形成される部分を除き、ライン状にｐ型半導体基板１が露出したパターンで形成される。このライン状開口部のパターンは、ライン幅（Ｌｃ）及びライン間隔（Ｌｄ）で規定され、規則正しく配列していることが好ましい。ライン幅（Ｌｃ）及びライン間隔（Ｌｄ）は任意に設定できるが、パッシベーション効果及び少数キャリアの再結合を抑制する観点から、例えば、Ｌｃが１μｍ〜３００μｍでＬｄが５００μｍ〜５０００μｍであることが好ましく、Ｌｃが１０μｍ〜２００μｍでＬｄが６００μｍ〜３０００μｍであることがより好ましく、Ｌｃが３０μｍ〜１５０μｍでＬｄが７００μｍ〜１５００μｍであることが更に好ましい。
【０２２７】
パッシベーション層形成用組成物が優れたパターン形成性を有している場合、このライン状開口部のパターンは、ライン幅（Ｌｃ）及びライン間隔（Ｌｄ）が、より規則正しく配列する。このことから、少数キャリアの再結合が効果的に抑制され、太陽電池素子の発電効率が向上する。
【０２２８】
ここで、上記ではパッシベーション層を形成したい部位（開口部以外の部分）にパッシベーション層形成用組成物を付与し、熱処理（焼成）することで、所望の形状のパッシベーション層を形成している。これに対し、全面にパッシベーション層形成用組成物を付与し、熱処理（焼成）した後に、レーザー、フォトリソグラフィ等により、開口部のパッシベーション層を選択的に除去し、開口部を形成することもできる。また、開口部のようにパッシベーション層形成用組成物を付与したくない部分に予めマスク材によりマスクすることで、パッシベーション層形成用組成物を選択的に付与することもできる。
【０２２９】
次いで、図１（８）に示すように、受光面に、ガラス粒子を含む銀電極ペーストをスクリーン印刷等にて付与する。図４は、太陽電池素子の受光面の一例を示す概略平面図である。図４に示すように、受光面電極は、受光面集電用電極８と受光面出力取出し電極９からなる。受光面積を確保するため、これら受光面電極の形成面積は少なく抑える必要がある。その他、受光面電極の抵抗率及び生産性の観点から、受光面集電用電極８の幅は１０μｍ〜２５０μｍで、受光面出力取出し電極９の幅は１００μｍ〜２ｍｍであることが好ましい。また、図４では受光面出力取出し電極９を２本設けているが、少数キャリアの取出し効率（発電効率）の観点から、受光面出力取出し電極９の本数を３本以上とすることもできる。
【０２３０】
一方、図１（８）に示すように、裏面には、ガラス粒子を含むアルミニウム電極ペースト及びガラス粒子を含む銀電極ペーストを、スクリーン印刷等にて付与する。図１１は、太陽電池素子の裏面の一例を示す概略平面図である。裏面出力取出し電極７の幅は特に制限されないが、後の太陽電池の製造工程での配線部材の接続性等の観点から、裏面出力取出し電極７の幅は、１００μｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。
【０２３１】
受光面及び裏面にそれぞれ電極ペーストを付与した後は、乾燥後に大気中において４５０℃〜９００℃程度の温度で、受光面及び裏面ともに熱処理（焼成）して、受光面に受光面集電用電極８及び受光面出力取出し電極９を、裏面に裏面集電用アルミニウム電極６及び裏面出力取出し電極７を、それぞれ形成する。
【０２３２】
熱処理（焼成）後、図１（９）に示すように、受光面では、受光面電極を形成する銀電極ペーストに含まれるガラス粒子と、反射防止膜４とが反応（ファイアースルー）して、受光面電極（受光面集電用電極８、受光面出力取出し電極９）とｎ＋型拡散層２とが電気的に接続（オーミックコンタクト）される。一方、裏面では、ドット状又はライン状のパッシベーション層５が形成されなかった部分から、熱処理（焼成）により、アルミニウム電極ペースト中のアルミニウムがｐ型半導体基板１中に拡散することで、ｐ＋型拡散層１０が形成される。パターン形成性に優れる本実施形態のパッシベーション層形成用組成物を用いることで、パッシベーション効果に優れたパッシベーション層を簡便な手法で形成でき、発電性能に優れた太陽電池素子を製造することができる。
【０２３３】
図２は、太陽電池素子の製造方法の他の一例を模式的に示す工程図を断面図として示したものであり、裏面のｎ＋型拡散層２がエッチング処理によって除去された後に、さらに裏面が平坦化されること以外は、図１と同様にして太陽電池素子を製造することができる。平坦化する際は、硝酸、フッ酸、及び酢酸の混合溶液又は水酸化カリウム溶液に、半導体基板の裏面を浸す等の手法を用いることができる。
【０２３４】
図３は、太陽電池素子の製造方法の他の一例を模式的に示す工程図を断面図として示したものである。この方法では、ｐ型半導体基板１にテクスチャー構造、ｎ＋型拡散層２、及び反射防止膜４を形成する工程（図３（１９）〜（２４））までは、図１の方法と同様である。
【０２３５】
反射防止膜４を形成した後、図３（２５）に示すように、パッシベーション層形成用組成物を付与した後、乾燥後に３００℃〜９００℃で熱処理（焼成）を行い、パッシベーション層５を形成する。
図６に、裏面におけるパッシベーション層の形成パターンの他の一例を概略平面図として示す。図６に示すパッシベーション層の形成パターンでは、裏面の全面に、開口部が配列し、後の工程で裏面出力取出し電極が形成される部分にも開口部が配列されている。
【０２３６】
その後、図３（２６）に示すように、裏面においてドット状又はライン状のパッシベーション層５が形成されなかった部分から、ホウ素又はアルミニウムを拡散させ、ｐ＋型拡散層１０を形成する。ｐ＋型拡散層１０を形成する際に、ホウ素を拡散させる場合は、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）を含むガス中で、１０００℃付近の温度で処理する方法を用いることができる。但し、オキシ塩化リンを用いる場合と同様にガス拡散の手法であることから、ｐ型半導体基板１の受光面、裏面、及び側面にｐ＋型拡散層１０が形成されてしまうため、これを抑制するために開口部以外の部分をマスキング処理して、ホウ素がｐ型半導体基板１の不要な部分に拡散するのを防止する等の措置が必要である。
【０２３７】
また、ｐ＋型拡散層１０を形成する際にアルミニウムを拡散させる場合は、アルミニウムペーストを裏面全面又は開口部に付与し、これを４５０℃〜９００℃で熱処理（焼成）し、開口部からアルミニウムを拡散させてｐ＋型拡散層１０を形成し、その後ｐ＋型拡散層１０上のアルミニウムペーストからなる熱処理物層（焼成物層）を塩酸等によりエッチングする手法を用いることができる。
【０２３８】
次いで、図３（２７）に示すように、裏面の全面にアルミニウムを物理的に蒸着することで、裏面集電用アルミニウム電極１１を形成する。
【０２３９】
その後、図３（２８）に示すように、受光面にはガラス粒子を含む銀電極ペーストをスクリーン印刷等にて付与し、裏面にはガラス粒子を含む銀電極ペーストをスクリーン印刷法等にて付与する。受光面の銀電極ペーストは図４に示す受光面電極の形状に合わせて、裏面の銀電極ペーストは図１１に示す裏面電極の形状に合わせて、パターン状に付与する。
【０２４０】
受光面及び裏面にそれぞれ電極ペーストを付与した後は、乾燥後に大気中４５０℃〜９００℃程度の温度で、受光面及び裏面ともに熱処理（焼成）して、図３（２９）に示すように、受光面に受光面集電用電極８及び受光面出力取出し電極９を、裏面に裏面出力取出し電極７を、それぞれ形成する。このとき、受光面では受光面電極とｎ＋型拡散層２とが電気的に接続され、裏面では、蒸着により形成された裏面集電用アルミニウム電極１１と裏面出力取出し電極７とが電気的に接続される。
【０２４１】
なお、図１〜３では、裏面にパッシベーション層５を形成した後に、裏面集電用アルミニウム電極６又は１１を形成する方法を示したが、裏面集電用アルミニウム電極６又は１１の形成後にパッシベーション層５を形成してもよい。
【０２４２】
また、図１〜３では、裏面にパッシベーション層５を形成する方法を示したが、ｐ型半導体基板１の裏面に加えて、側面にもパッシベーション層形成用組成物を付与し、これを熱処理（焼成）することで、ｐ型半導体基板１の側面（エッジ）にもパッシベーション層５をさらに形成してもよい（図示せず）。これにより、発電効率により優れる太陽電池素子を製造することができる。
さらにまた、裏面にパッシベーション層５を形成せず、側面のみに本実施形態のパッシベーション層形成用組成物を付与し、乾燥してパッシベーション層５を形成してもよい。本実施形態のパッシベーション層形成用組成物は、側面のような結晶欠陥が多い場所に使用すると、その効果が特に大きい。
【０２４３】
図１〜３では、半導体基板としてｐ型半導体基板１を用いた例を示したが、ｎ型半導体基板を用いた場合も、上記に準じて発電性能に優れる太陽電池素子を製造することができる。
【０２４４】
＜太陽電池＞
太陽電池は、本実施形態の太陽電池素子の少なくとも１つを含み、太陽電池素子の電極上に配線材料が配置されて構成される。太陽電池は必要に応じて、配線材料を介して複数の太陽電池素子が連結されていてもよく、また、封止材で封止されて構成されていてもよい。
配線材料及び封止材としては特に制限されず、当業界で通常用いられているものから適宜選択することができる。太陽電池の大きさに制限はなく、０．５ｍ２〜３ｍ２であることが好ましい。
【実施例】
【０２４５】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、「％」は質量基準である。
【０２４６】
＜実施例１＞
（パッシベーション層形成用組成物の調製）
アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート（川研ファインケミカル株式会社、以下、ＡＬＣＨと略記する）を１２．０ｇ、エチルシリケート及びそのオリゴマー（多摩化学工業株式会社、シリケート４０）を５．０ｇ、イソボルニルシクロヘキサノール（日本テルペン化学株式会社、以下、テルソルブと略記する）を５８．０ｇ、テルピネオール（日本テルペン化学株式会社、ターピネオールＬＷ）を２２．５ｇ、純水を２．５ｇ混合し５分間混練し、パッシベーション層形成用組成物１を調製した。
【０２４７】
（塗布性の評価）
上記で得られたパッシベーション層形成用組成物１を、シリコン基板（表面がミラー形状の単結晶ｐ型シリコン基板（株式会社ＳＵＭＣＯ、５０ｍｍ角、厚さ：７２５μｍ）上に、スクリーン印刷法を用いて全面に塗布して、組成物層を形成した。シリコン基板の印刷は、１０枚連続して行った。
【０２４８】
塗布性は、印刷ムラの有無を目視で確認し、印刷ムラが確認されなかったシリコン基板の枚数で評価した。塗布性の評価基準は、以下の通りである。評価がＡ及びＢであれば、塗布性が良好と判断した。なお、印刷ムラは、スクリーン版がシリコン基板から離れる際に、部分的に版離れが悪いことに起因し、組成物層の厚みにバラつきが生じている状態を指す。
【０２４９】
Ａ：１０枚中９枚以上
Ｂ：８枚以下かつ６枚以上
Ｃ：５枚以下
【０２５０】
（実効ライフタイムの測定）
塗布性の評価と同様の方法で、シリコン基板にパッシベーション層形成用組成物１を付与した。そして、１８０℃で２分間乾燥処理し、次いで８００℃で１０分間焼成処理した後、室温（２５℃）で放冷して評価用基板Ａを作製した。
【０２５１】
上記で得られた評価用基板Ａのパッシベーション層形成用組成物１を付与した領域の実効ライフタイム（μｓ）を、ライフタイム測定装置（日本セミラボ株式会社、ＷＴ−２０００ＰＶＮ）を用いて、室温（２５℃）で反射マイクロ波光電導減衰法により測定した。得られた評価用基板のパッシベーション層形成用組成物１を付与した領域の実効ライフタイムは、２８０μｓであった。
実効ライフタイムの評価基準は、以下の通りである。評価がＡ及びＢであれば、実効ライフタイムが良好と判断した。
【０２５２】
Ａ：２００μｓ以上
Ｂ：２００μｓ未満かつ１００μｓ以上
Ｃ：１００μｓ未満
【０２５３】
（ライフタイム保持率）
続いて、評価用基板Ａを２４℃、相対湿度３０％〜５０％の条件で２４時間保管して、評価用基板Ｂを作製した。さらに、評価用基板Ｂのパッシベーション層形成面に対して、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）法で、屈折率２．０７、厚み１００ｎｍの窒化ケイ素膜を形成して、評価用基板Ｃを作製した。
【０２５４】
実効ライフタイムの評価と同様の方法で、評価用基板Ｂ及びＣの実効ライフタイム（μｓ）を測定した。評価用基板Ａ、Ｂ及びＣの実効ライフタイム（μｓ）を用いて、下記計算式から、２４時間保管後及び窒化ケイ素膜積層後のライフタイム保持率を算出した。
【０２５５】
２４時間保管後のライフタイム保持率（％）＝評価用基板Ｂの実効ライフタイム（μｓ）／評価用基板Ａの実効ライフタイム（μｓ）×１００
窒化ケイ素膜積層後のライフタイム保持率（％）＝評価用基板Ｃの実効ライフタイム（μｓ）／評価用基板Ａの実効ライフタイム（μｓ）×１００
【０２５６】
ライフタイム保持率の評価基準は、以下の通りである。評価がＡ及びＢであれば、実効ライフタイム保持率が良好と判断した。
【０２５７】
Ａ：７５％以上
Ｂ：７５％未満かつ５０％以上
Ｃ：５０％未満かつ２５％以上
Ｄ：２５％未満
【０２５８】
（パッシベーション層の緻密性の評価）
上記で得られた評価用基板Ａをイオンミリングで断面加工し、透過型電子顕微鏡（株式会社日立ハイテクノロジーズ、Ｈ−９０００ＮＡＲ）で観察した。観察画像を目視により、コントラストの有無を確認した。緻密性の評価基準は、以下の通りである。評価がＡ及びＢであれば、緻密性が良好と判断した。
【０２５９】
Ａ：ムラ及びボイドがない
Ｂ：ムラ及びボイドの割合が面積基準で３０％未満
Ｃ：ムラ及びボイドの割合が面積基準で３０％以上
【０２６０】
＜実施例２＞
ＡＬＣＨを１２．０ｇ、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社、ＫＢＭ−５１０３）を５．０ｇ、テルソルブを５８．０ｇ、テルピネオールを２２．５ｇ、純水を２．５ｇ混合して５分間混練し、パッシベーション層形成用組成物２を調製した。
パッシベーション層形成用組成物２を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
【０２６１】
＜実施例３＞
ＡＬＣＨを６．０ｇ、ニオブエトキシド（和光純薬工業株式会社）を６．０ｇ、エチルシリケート及びそのオリゴマー（多摩化学工業株式会社、シリケート４０）を５．０ｇ、テルソルブを５８．０ｇ、テルピネオールを２２．５ｇ、純水２．５ｇを混合し５分間混練し、パッシベーション層形成用組成物３を調製した。
パッシベーション層形成用組成物３を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
【０２６２】
＜比較例１＞
ＡＬＣＨを１２．０ｇ、テルソルブを６０．０ｇ、テルピネオールを２５．５ｇ、純水を２．５ｇ混合して５分間混練し、パッシベーション層形成用組成物４を調製した。
パッシベーション層形成用組成物４を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
【０２６３】
【表１】
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【０２６４】
以上から、実施例１〜３のパッシベーション層形成用組成物を用いることで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を形成できることが分かる。また、実施例１〜３のパッシベーション層形成用組成物は、塗布性に優れることが分かる。さらに、実施例１〜３のパッシベーション層形成用組成物を用いて形成されたパッシベーション層は、パッシベーション効果とその保持性に優れていることが分かる。そして、実施例１〜３のパッシベーション層形成用組成物を用いて形成されたパッシベーション層は、緻密性に優れていることが分かる。さらに、実施例１〜３のパッシベーション層形成用組成物を用いる方法は、簡便な手法で所望の形状のパッシベーション層が形成できることが分かる。
【符号の説明】
【０２６５】
１：ｐ型半導体基板、２：ｎ＋型拡散層、３：ＰＳＧ（リンシリケートガラス）層、４：反射防止膜、５：パッシベーション層、６：アルミニウム電極ペースト、又はこれを熱処理（焼成）した裏面集電用アルミニウム電極、７：裏面出力取出し電極ペースト、又はこれを熱処理（焼成）した裏面出力取出し電極、８：受光面集電用電極ペースト、又はこれを熱処理（焼成）した受光面集電用電極、９：受光面出力取出し電極ペースト、又はこれを熱処理（焼成）した受光面出力取出し電極、１０：ｐ＋型拡散層、１１：裏面集電用アルミニウム電極、１２：太陽電池素子、１３：配線部材、１４：封止材、１５：バックシート、１６：ガラス板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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