(57)【要約】【課題】  優れた変換効率を有し、変換効率の経時的な低下が抑制される太陽電池素子、その簡便な製造方法及び太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】  表受光面及び前記表受光面とは反対側の裏受光面を有する半導体基板と、前記表受光面及び前記裏受光面上に配置される受光面電極と、前記半導体基板における前記表受光面、前記裏受光面及び側面の少なくとも一つの面上に配置され、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３及びＨｆＯ２からなる群より選択される１種以上の化合物を含有するパッシベーション層と、を有する両面受光型太陽電池素子。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表受光面及び前記表受光面とは反対側の裏受光面を有する半導体基板と、
前記表受光面及び前記裏受光面上に配置される受光面電極と、
前記半導体基板における前記表受光面、前記裏受光面及び側面の少なくとも一つの面上に配置され、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３及びＨｆＯ２からなる群より選択される１種以上の化合物を含有するパッシベーション層と、
を有する両面受光型太陽電池素子。
【請求項２】
前記パッシベーション層が、更にＡｌ２Ｏ３を含有する請求項１に記載の両面受光型太陽電池素子。
【請求項３】
前記パッシベーション層が、パッシベーション層形成用組成物の熱処理物である、請求項１又は請求項２に記載の両面受光型太陽電池素子。
【請求項４】
前記パッシベーション層形成用組成物が、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２及び下記一般式（Ｉ）で表される化合物からなる群より選択される１種以上の化合物を含有する請求項３に記載の両面受光型太陽電池素子。
Ｍ（ＯＲ１）ｍ    （Ｉ）
〔一般式（Ｉ）中、Ｍは、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｙ及びＨｆからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含む。Ｒ１はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数６〜１４のアリール基を表す。ｍは０〜５の整数を表す。〕
【請求項５】
前記パッシベーション層形成用組成物が、更にＡｌ２Ｏ３及び下記一般式（ＩＩ）で表される化合物からなる群より選択される１種以上を含有する、請求項３又は４に記載の両面受光型太陽電池素子。
【化１】
2015026666.tif 000009
〔一般式（ＩＩ）中、Ｒ２はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基を表す。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。Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を表す。〕
【請求項６】
前記一般式（ＩＩ）におけるＲ２が、それぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基である請求項５に記載の両面受光型太陽電池素子。
【請求項７】
前記一般式（ＩＩ）におけるｎが１〜３の整数であり、Ｒ５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請求項５又は請求項６に記載の両面受光型太陽電池素子。
【請求項８】
前記パッシベーション層形成用組成物が、前記一般式（ＩＩ）で表される化合物及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される１種以上のアルミニウム化合物を含み、前記パッシベーション層形成用組成物中の前記アルミニウム化合物の含有率が、０．１〜８０質量％である、請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載の両面受光型太陽電池素子。
【請求項９】
前記パッシベーション層形成用組成物が、Ｎｂ２Ｏ５及び前記一般式（Ｉ）におけるＭがＮｂである化合物からなる群より選択される１種以上のニオブ化合物を含有し、前記パッシベーション層形成用組成物中の前記ニオブ化合物の総含有率が、Ｎｂ２Ｏ５換算で０．１〜９９．９質量％である請求項４〜請求項８のいずれか一項に記載の両面受光型太陽電池素子。
【請求項１０】
前記パッシベーション層形成用組成物が、更に液状媒体を含有する請求項３〜請求項９のいずれか一項に記載の両面受光型太陽電池素子。
【請求項１１】
前記液状媒体が、疎水性有機溶媒、非プロトン性有機溶剤、テルペン溶剤、エステル溶剤、エーテル溶剤及びアルコール溶剤から選択される少なくとも一種を含む請求項１０に記載の両面受光型太陽電池素子。
【請求項１２】
前記パッシベーション層の密度が１．０〜１０．０ｇ／ｃｍ３である、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の両面受光型太陽電池素子。
【請求項１３】
前記パッシベーション層の平均厚さが５ｎｍ〜５０μｍである、請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の両面受光型太陽電池素子。
【請求項１４】
半導体基板の表受光面及び裏受光面に受光面電極を形成する工程と、
前記表受光面、前記裏受光面及び側面の少なくとも一つの面に、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２及び下記一般式（Ｉ）で表される化合物からなる群より選択される１種以上の化合物を含有する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、
を有する両面受光型太陽電池素子の製造方法。
Ｍ（ＯＲ１）ｍ（Ｉ）
〔一般式（Ｉ）中、Ｍは、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｙ及びＨｆからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含む。Ｒ１はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数６〜１４のアリール基を表す。ｍは０〜５の整数を表す。〕
【請求項１５】
前記パッシベーション層形成用組成物が、更に下記一般式（ＩＩ）で表される化合物及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される１種以上のアルミニウム化合物を含有する請求項１４に記載の両面受光型太陽電池素子の製造方法。
【化２】
2015026666.tif 000010
〔一般式（ＩＩ）中、Ｒ２はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基を表す。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。Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を表す。〕
【請求項１６】
前記熱処理の温度が、４００℃以上である請求項１４又は請求項１５に記載の両面受光型太陽電池素子の製造方法。
【請求項１７】
前記組成物層を形成する工程は、スピンコート法、スクリーン印刷法又はインクジェット法で前記パッシベーション層形成用組成物を付与することを含む請求項１４〜請求項１６のいずれか一項に記載の両面受光型太陽電池素子の製造方法。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の両面受光型太陽電池素子と、
前記両面受光型太陽電池素子の電極上に配置された配線材料と、
を有する両面受光型太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面受光型太陽電池素子、その製造方法及び両面受光型太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のシリコン太陽電池素子の製造工程について説明する。
まず、光閉じ込め効果を促して高効率化を図るよう、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一様にｎ型拡散層を形成する。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、表面のみならず、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、裏面全体にアルミニウム粒子及びバインダを含むアルミニウムペーストを塗布し、これを熱処理（焼成）することで、ｎ型拡散層をｐ＋型拡散層に変換し、且つアルミニウム電極を形成することでオーミックコンタクトを得ている。
【０００３】
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く、シート抵抗を下げるために、通常裏面全面に形成したアルミニウム電極は熱処理（焼成）後において１０〜２０μｍほどの厚みを有していなければならない。更に、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、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を発生させ、結晶粒界へのダメージ、結晶欠陥の増長及び反りの原因となる。
【０００４】
この問題を解決するために、アルミニウムペーストを使用しない両面受光太陽電池が開発されている。これらは表面・裏面でアルミペーストを使用していないため、上記のような問題(熱処理による応力)が発生しにくく、ダメージがおきにくい。（例えば、特許文献1参照）。
【０００５】
また、このように両面受光の場合、各受光面おいて、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膜を形成することによるパッシベーション効果としては、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効果がある。
【０００６】
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す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、負の固定電荷を有する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 Depositon）法等の方法で形成される（例えば、非特許文献１参照）。また、半導体基板上に酸化アルミニウム膜を形成する簡便な手法として、ゾルゲル法による手法が提案されている（例えば非特許文献２及び３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４２３２５９７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】
【０００８】
【非特許文献１】Journal of Applied Physics, 104(2008), 113703
【非特許文献２】Thin Solid Films, 517(2009), 6327-6330
【非特許文献３】Chinese Physics Letters, 26(2009), 088102
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。また、非特許文献２及び３に記載の手法に用いるパッシベーション層形成用組成物では、経時的にゲル化等の不具合が発生してしまい保存安定性が充分とは言い難い。
【００１０】
本発明は、以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、優れた変換効率を有し、変換効率の経時的な低下が抑制される両面受光型太陽電池素子、その簡便な製造方法及び太両面受光型陽電池モジュール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】
【００１１】
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。
＜１＞表受光面及び前記表受光面とは反対側の裏受光面を有する半導体基板と、
前記表受光面及び前記裏受光面上に配置される受光面電極と、
前記半導体基板における前記表受光面、前記裏受光面及び側面の少なくとも一つの面上に配置され、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３及びＨｆＯ２からなる群より選択される１種以上の化合物を含有するパッシベーション層と、
を有する両面受光型太陽電池素子。
【００１２】
＜２＞前記パッシベーション層が、更にＡｌ２Ｏ３を含有する＜１＞に記載の両面受光型太陽電池素子。
【００１３】
＜３＞前記パッシベーション層が、パッシベーション層形成用組成物の熱処理物である、＜１＞又は＜２＞に記載の両面受光型太陽電池素子。
【００１４】
＜４＞前記パッシベーション層形成用組成物が、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２及び下記一般式（Ｉ）で表される化合物からなる群より選択される１種以上の化合物を含有する＜３＞に記載の両面受光型太陽電池素子。
Ｍ（ＯＲ１）ｍ    （Ｉ）
〔一般式（Ｉ）中、Ｍは、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｙ及びＨｆからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含む。Ｒ１はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数６〜１４のアリール基を表す。ｍは０〜５の整数を表す。〕
【００１５】
＜５＞前記パッシベーション層形成用組成物が、更にＡｌ２Ｏ３及び下記一般式（ＩＩ）で表される化合物からなる群より選択される１種以上を含有する、＜３＞又は＜４＞に記載の両面受光型太陽電池素子。
【００１６】
【化１】
2015026666.tif 000003
〔一般式（ＩＩ）中、Ｒ２はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基を表す。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。Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を表す。〕
【００１７】
＜６＞前記一般式（ＩＩ）におけるＲ２が、それぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基である＜５＞に記載の両面受光型太陽電池素子。
【００１８】
＜７＞前記一般式（ＩＩ）におけるｎが１〜３の整数であり、Ｒ５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＜５＞又は＜６＞に記載の両面受光型太陽電池素子。
【００１９】
＜８＞前記パッシベーション層形成用組成物が、前記一般式（ＩＩ）で表される化合物及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される１種以上のアルミニウム化合物を含み、前記パッシベーション層形成用組成物中の前記アルミニウム化合物の含有率が、０．１〜８０質量％である、＜５＞〜＜７＞のいずれか一項に記載の両面受光型太陽電池素子。
【００２０】
＜９＞前記パッシベーション層形成用組成物が、Ｎｂ２Ｏ５及び前記一般式（Ｉ）におけるＭがＮｂである化合物からなる群より選択される１種以上のニオブ化合物を含有し、前記パッシベーション層形成用組成物中の前記ニオブ化合物の総含有率が、Ｎｂ２Ｏ５換算で０．１〜９９．９質量％である＜４＞〜＜８＞のいずれか一項に記載の両面受光型太陽電池素子。
【００２１】
＜１０＞前記パッシベーション層形成用組成物が、更に液状媒体を含有する＜３＞〜＜９＞のいずれか一項に記載の両面受光型太陽電池素子。
【００２２】
＜１１＞前記液状媒体が、疎水性有機溶媒、非プロトン性有機溶剤、テルペン溶剤、エステル溶剤、エーテル溶剤及びアルコール溶剤から選択される少なくとも一種を含む＜１０＞に記載の両面受光型太陽電池素子。
【００２３】
＜１２＞  前記パッシベーション層の密度が１．０〜１０．０ｇ／ｃｍ３である、＜１＞〜＜１１＞のいずれか一項に記載の太陽電池素子。
【００２４】
＜１３＞前記パッシベーション層の平均厚さが５ｎｍ〜５０μｍである、＜１＞〜＜１２＞のいずれか１項に記載の太陽電池素子。
【００２５】
＜１４＞半導体基板の表受光面及び裏受光面に受光面電極を形成する工程と、
前記表受光面、前記裏受光面及び側面の少なくとも一つの面に、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２及び下記一般式（Ｉ）で表される化合物からなる群より選択される１種以上の化合物を含有する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、
を有する両面受光型太陽電池素子の製造方法。
Ｍ（ＯＲ１）ｍ  （Ｉ）
〔一般式（Ｉ）中、Ｍは、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｙ及びＨｆからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含む。Ｒ１はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数６〜１４のアリール基を表す。ｍは０〜５の整数を表す。〕
【００２６】
＜１５＞前記パッシベーション層形成用組成物が、更に下記一般式（ＩＩ）で表される化合物及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される１種以上のアルミニウム化合物を含有する＜１４＞に記載の両面受光型太陽電池素子の製造方法。
【００２７】
【化２】
2015026666.tif 000004
〔一般式（ＩＩ）中、Ｒ２はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基を表す。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。Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を表す。〕
【００２８】
＜１６＞前記熱処理の温度が、４００℃以上である＜１４＞又は＜１５＞に記載の両面受光型太陽電池素子の製造方法。
【００２９】
＜１７＞前記組成物層を形成する工程は、スピンコート法、スクリーン印刷法又はインクジェット法で前記パッシベーション層形成用組成物を付与することを含む＜１４＞〜＜１６＞のいずれか一項に記載の両面受光型太陽電池素子の製造方法。
【００３０】
＜１８＞＜１＞〜＜１３＞のいずれか一項に記載の両面受光型太陽電池素子と、
前記両面受光型太陽電池素子の電極上に配置された配線材料と、
を有する太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、優れた変換効率を有し、変換効率の経時的な低下が抑制される両面受光型太陽電池素子、その簡便な製造方法及び両面受光型太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態にかかるパッシベーション層を有する両面受光型の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。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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所期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。更に本明細書において組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。また、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。
【００３４】
＜両面受光型太陽電池素子＞
本発明の両面受光型太陽電池素子は、表受光面及び前記表受光面とは反対側の裏受光面を有する半導体基板と、前記表受光面及び前記裏受光面上に配置される受光面電極と、前記半導体基板における前記表受光面、前記裏受光面及び側面の少なくとも一つの面上に配置され、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３及びＨｆＯ２からなる群より選択される１種以上の化合物を含有するパッシベーション層と、を有する。前記両面受光型太陽電池素子は、必要に応じてその他の構成要素を更に有していてもよい。
【００３５】
半導体基板の表受光面、裏受光面及び側面の少なくとも一つの面に特定金属酸化物を含有するパッシベーション層を有する太陽電池素子は、変換効率に優れ且つ経時的な変換効率の経時的な低下が抑制される。これは例えば、パッシベーション層が特定金属酸化物を含有することで、優れたパッシベーション効果が発現し、半導体基板内のキャリアの寿命が長くなるため、高効率化が可能となるためと考えられる。また、前記特定金属酸化物を含有するパッシベーション層を有することで、パッシベーション効果が維持され、変換効率の経時的な低下を抑制することができると考えられる。ここで経時的な太陽電池特性の低下は、恒温恒湿槽中で所定の時間、放置した後の太陽電池特性で評価することができる。
【００３６】
半導体基板の表受光面、裏受光面及び側面の少なくとも一つの面に特定金属酸化物を含有するパッシベーション層が、優れたパッシベーション効果を有する理由について、以下のように考えることができる。すなわち、特定金属酸化物を含有するパッシベーション層を半導体基板の表面に設けることで、特定金属酸化物中の特定金属元素又は酸素原子の欠陥等に由来して、半導体基板との界面付近に固定電荷が存在すると考えられる。この固定電荷が半導体基板の界面近辺で電界を発生させることで、バンドベンディングが起きて、少数キャリアの濃度を低下させることができる。結果的に、界面でのキャリア再結合速度が抑制されるため、優れたパッシベーション効果が奏されると考えられる。
【００３７】
特定金属酸化物が有する固定電荷は、ＣＶ法（Capacitance Voltage measurement）で評価することが可能である。後述するパッシベーション層形成用組成物を熱処理して形成されたパッシベーション層の表面準位密度をＣＶ法で評価すると、ＡＬＤ法又はＣＶＤ法で形成されるパッシベーション層の場合と比べ、大きな値となる場合がある。しかし本発明の両面受光型太陽電池素子が有するパッシベーション層は、電界効果が大きく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。
【００３８】
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、日本セミラボ株式会社製ＷＴ−２０００ＰＶＮ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。
【００３９】
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。
【００４０】
１／τ＝１／τｂ＋１／τｓ    （Ａ）
【００４１】
尚、実効ライフタイムが長いほど少数キャリアの再結合速度が遅いことを示す。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、変換効率が向上する。
【００４２】
本発明における両面受光型太陽電池素子は、表受光面と前記表受光面とは反対側の裏受光面とを有する半導体基板を含む。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。前記半導体基板としては、シリコン、ゲルマニウム等に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。中でもシリコン基板であることが好ましい。また、前記半導体基板は、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。中でも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（つまり、両受光面、及び側面の少なくとも一つの面）がｐ型層である半導体基板であることが好ましい。前記半導体基板上の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。
【００４３】
前記半導体基板において、ｐ型層及びｎ型層がｐｎ接合されていることが好ましい。すなわち半導体基板がｐ型半導体基板の場合には、半導体基板の表受光面又は裏受光面にｎ型層が形成されていることが好ましい。また半導体基板がｎ型半導体基板の場合には、半導体基板の表受光面又は裏受光面にｐ型層が形成されていることが好ましい。半導体基板にｐ型層又はｎ型層を形成する方法は特に限定されず、通常用いられる方法から適宜選択することができる。
【００４４】
また前記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５０〜１０００μｍとすることができ、７５〜７５０μｍであることが好ましい。また、半導体基板の形状及び大きさに制限されず、例えば、一辺が１２５〜１５６ｍｍの正方形とすることができる。
【００４５】
本発明の両面受光型太陽電池素子は、表受光面及び裏受光面上に配置された受光面電極、を有する。前記受光面電極は、例えば、半導体基板の受光面上で電流を集める機能を有する。
【００４６】
受光面電極の材質は特に制限されず、銀、銅、アルミニウム等が挙げられる。受光面電極の厚さは、特に限定されず、導電性及び均質性の観点から、０．１〜５０μｍであることが好ましい。
【００４７】
前記受光面電極は、通常用いられる方法で製造することができる。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、銅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）することで製造することができる。
【００４８】
本発明の両面受光型太陽電池素子は、半導体基板の表受光面、裏受光面及び側面の少なくとも一つの面上に、特定金属酸化物を含有するパッシベーション層を有する。更に、前記パッシベーション層は、Ａｌ２Ｏ３を含有してもよい。パッシベーション層は、上記少なくとも一つの面の一部又は全面に設けられていればよく、電極以外の領域に設けられていることが好ましい。なお、電極は、パッシベーション層と重なり部分を有して形成されていてもよい。
【００４９】
前記半導体基板上に形成されたパッシベーション層の平均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、パッシベーション効果の観点から、５ｎｍ〜５０μｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜３０μｍであることがより好ましく、１５ｎｍ〜２０μｍであることが更に好ましい。ここでパッシベーション層の平均厚みは、干渉式膜厚計（例えば、フィルメトリック社製、Ｆ２０膜厚測定システム）を用いて常法により、５点の厚みを測定し、その算術平均値として算出される。
【００５０】
パッシベーション層中に含有される特定金属酸化物の含有率は、充分なパッシベーション効果を得る観点から、０．１〜１００質量％であることが好ましく、１〜１００質量％であることがより好ましく、１０〜１００質量％であることが更に好ましい。
パッシベーション層中に含有される特定金属酸化物の含有率は、以下の方法で測定される。原子吸光分析法、誘導結合プラズマ発光分光分析法、熱重量分析法、Ｘ線光電分光法等を用いて、熱重量分析法から無機物の割合を算出する。次いで原子吸光分析法、誘導結合プラズマ発光分光分析法等で無機物中の特定金属元素の化合物の割合を算出し、更にＸ線光電分光法、Ｘ線吸収分光法等で特定金属元素の化合物中の特定金属酸化物の割合を算出する。
【００５１】
パッシベーション層は、特定金属酸化物以外のその他の金属酸化物を更に含有してもよい。その他の金属酸化物としては、固定電荷を有する化合物が好ましく、具体的には、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化ホウ素、酸化インジウム、酸化リン、酸化亜鉛、酸化ランタン、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化プロメチウム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム等を挙げることができ、パッシベーション効果の高さの観点から、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ネオジム及び酸化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましく、酸化アルミニウムを少なくとも含有することがより好ましい。
【００５２】
パッシベーション層中のその他の金属酸化物の含有率は８０質量％以下であることが好ましく、６０質量％以下であることがより好ましい。パッシベーション層中に含有されるその他の金属酸化物の含有率は、上述の特定金属酸化物の含有率の測定方法と同様にして測定することができる。
【００５３】
パッシベーション層の密度は１．０〜１０．０ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、２．０〜８．０ｇ／ｃｍ３であることがより好ましく、３．０〜７．０ｇ／ｃｍ３であることが更に好ましい。パッシベーション層の密度が１．０〜１０．０ｇ／ｃｍ３であると、充分なパッシベーション効果が得られ、また、その高いパッシベーション効果が経時変化しにくい傾向にある。その理由としては、パッシベーション層の密度が１．０ｇ／ｃｍ３以上であると外界の水分及び不純物ガスが半導体基板とパッシベーション層との界面に到達しにくいためにパッシベーション効果が持続しやすくなり、１０．０ｇ／ｃｍ３以下であると半導体基板との相互作用が大きくなる傾向にあるためと推測される。パッシベーション層の密度の測定方法としては、パッシベーション層の質量及び体積を測定して算出する方法、Ｘ線反射率法により、Ｘ線を試料表面にごく浅い角度で入射させ、その入射角対鏡面方向に反射したＸ線強度プロファイルを測定し、測定で得られたプロファイルをシミュレーション結果と比較し、シミュレーションパラメータを最適化することによって、試料の膜厚及び密度を決定する方法等が挙げられる。
【００５４】
＜パッシベーション層形成用組成物＞
本発明の両面受光型太陽電池素子のパッシベーション層は、パッシベーション層形成用組成物の熱処理物であることが好ましい。前記パッシベーション層形成用組成物は、熱処理することにより特定金属酸化物を含むパッシベーション層を形成できるものであれば特に制限されず、特定金属酸化物そのものを含んでいても、特定金属元素を含む金属アルコキシド等の特定金属酸化物の前駆体を含んでいてもよい。以下、特定金属酸化物及びその前駆体を特定金属化合物ともいう。
【００５５】
特定金属化合物は、特定金属酸化物そのもの及び下記一般式（Ｉ）で表される化合物（以下、式（Ｉ）化合物ともいう）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。
【００５６】
Ｍ（ＯＲ１）ｍ  （Ｉ）
【００５７】
一般式（Ｉ）中、Ｍは、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｙ及びＨｆからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含む。Ｒ１はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数６〜１４のアリール基を表す。ｍは１〜５の整数を表す。
【００５８】
一般式（Ｉ）において、ＭはＮｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｙ及びＨｆからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含む。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保存安定性、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、Ｍは、Ｎｂ、Ｔａ又はＹであることが好ましい。
【００５９】
一般式（Ｉ）において、Ｒ１はそれぞれ独立に炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数６〜１４のアリール基を表し、炭素数１〜４のアルキル基又は炭素数６〜９のアリール基であることが好ましい。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、ブチル基、イソブチル基、２−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、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。Ｒ１で表されるアリール基として具体的には、フェニル基を挙げることができる。Ｒ１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よく、アルキル基の置換基としては、ハロゲン原子、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホン基、ニトロ基等が挙げられる。アリール基の置換基としては、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホン基、ニトロ基等が挙げられる。
中でもＲ１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。
【００６０】
一般式（Ｉ）において、ｍは０〜５の整数を表し、好ましくは１〜５の整数を表す。Ｍが、Ｎｂである場合にはｍが５であることが好ましく、ＭがＴａである場合にはｍが５であることが好ましく、ＭがＶＯである場合にはｍが３であることが好ましく、ＭがＹである場合にはｍが３であることが好ましく、ＭがＨｆである場合にはｍが４であることが好ましい。
【００６１】
一般式（Ｉ）で表される化合物は、パッシベーション効果の観点から、Ｍが、Ｎｂ、Ｔａ又はＹであることが好ましく、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、Ｒ１が炭素数１〜４の無置換のアルキル基であることがより好ましく、保存安定性の観点から、ｍが１〜５の整数であることが好ましい。また、パッシベーション層の固定電荷密度を負にする観点からは、Ｍは、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ及びＨｆからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含むことが好ましく、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｙ及びＨｆからなる群より選択される少なくとも１種であることがより好ましい。
【００６２】
一般式（Ｉ）で表される化合物は、固体であっても液体であってもよい。パッシベーション層形成用組成物の保存安定性、及び後述する一般式（ＩＩ）で表わされる有機アルミニウム化合物を併用する場合はそれとの混合性の観点から、一般式（Ｉ）で表される化合物は、液体であることが好ましい。
【００６３】
一般式（Ｉ）化合物としては、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等を挙げることができ、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。
【００６４】
一般式（Ｉ）で表される化合物は、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、株式会社高純度化学研究所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−２−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−２−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−２−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−ｔ−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を挙げることができる。
【００６５】
一般式（Ｉ）化合物を調製する場合、その調製方法としては、一般式（Ｉ）で表される化合物に含まれる金属元素（Ｍ）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化合物を添加する方法（例えば、特開昭６３−２２７５９３号公報、特開平３−２９１２４７号公報等を参照）など、既知の製法を用いることができる。
【００６６】
前記パッシベーション層形成用組成物に含まれる一般式（Ｉ）で表される化合物の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。一般式（Ｉ）で表される化合物の含有率は、保存安定性と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中に、０．１〜８０質量％とすることができ、０．５〜７０質量％であることが好ましく、１〜６０質量％であることがより好ましく、１〜５０質量％であることが更に好ましい。
【００６７】
前記パッシベーション層形成用組成物が一般式（Ｉ）で表される化合物を含む場合、キレート試薬（キレート化剤）を添加してもよい。キレート試薬としては、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ビピリジン、ヘム、ナフチリジン、ベンズイミダゾリルメチルアミン、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、酒石酸、マレイン酸、フタル酸などのジカルボン酸化合物、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化合物を例示することができる。化学的安定性の観点からは、β−ジケトン化合物及びβ−ケトエステル化合物が好ましい。
【００６８】
β−ジケトン化合物として具体的には、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−ヘプタンジオン等を挙げることができる。
【００６９】
β−ケトエステル化合物として具体的には、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸プロピル、アセト酢酸イソブチル、アセト酢酸ブチル、アセト酢酸ｔ−ブチル、アセト酢酸ペンチル、アセト酢酸イソペンチル、アセト酢酸ヘキシル、アセト酢酸ｎ−オクチル、アセト酢酸ヘプチル、アセト酢酸３−ペンチル、２−アセチルヘプタン酸エチル、２−ブチ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、ヘキシルアセト酢酸エチル、４−メチル−３−オキソ吉草酸メチル、アセト酢酸イソプロピル、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、２−メチルアセト酢酸エチル、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を挙げることができる。
【００７０】
マロン酸ジエステル化合物として具体的には、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジプロピル、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジブチル、マロン酸ジ−ｔ−ブチル、マロン酸ジヘキシル、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、ブチルマロン酸ジエチル、２−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を挙げることができる。
【００７１】
一般式（Ｉ）で表される化合物がキレート構造を有する場合、そのキレート構造の存在は、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。
【００７２】
一般式（Ｉ）で表される化合物は、加水分解及び脱水縮重合させた状態で使用してもよい。加水分解及び脱水縮重合させるには、水及び触媒が存在する状態で反応を進行させることができ、加水分解及び脱水縮重合させた後は、水及び触媒を留去してもよい。触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸、ホウ酸、リン酸、フッ化水素酸等の無機酸；及び蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、オレイン酸、リノール酸、サリチル酸、安息香酸、フタル酸、蓚酸、乳酸、コハク酸等の有機酸を例示することができる。また、触媒として、アンモニア、アミン等の塩基を加えてもよい。
【００７３】
前記パッシベーション層形成用組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物以外の特定金属酸化物の前駆体を含んでいてもよい。特定金属酸化物の前駆体は、熱処理により特定金属酸化物になるものであれば特に制限されない。具体的には、ニオブ酸、塩化ニオブ、一酸化ニオブ、炭化ニオブ、水酸化ニオブ、タンタル酸、塩化タンタル、五臭化タンタル、オキシ塩化バナジウム、三酸化二バナジウム、オキソビス（２，４−ペンタンジオナト）バナジウム、塩化イットリウム、硝酸イットリウム、シュウ酸イットリウム、ステアリン酸イットリウム、炭酸イットリウム、ナフテン酸イットリウム、プロピオン酸イットリウム、硝酸イットリウム、オクチル酸イットリウム、塩化ハフニウム、テトラキス（２，４−ペンタンジオナト）ハフニウム等を例示することができる。
【００７４】
前記パッシベーション層形成用組成物は、特定金属化合物以外の金属酸化物又はその前駆体を更に含んでいてもよい。そのような金属酸化物又はその前駆体としては、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化ホウ素、酸化インジウム、酸化リン、酸化亜鉛、酸化ランタン、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化プロメチウム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム、及びこれらの前駆体を挙げることができる。パッシベーション効果の安定性の観点からは、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ネオジム又はこれらの前駆体が好ましく、パッシベーション効果の高さの観点からは酸化アルミニウム又はその前駆体がより好ましい。
【００７５】
前記パッシベーション層形成用組成物は、特定金属化合物以外に、更に酸化アルミニウム及びその前駆体からなる群より選択される１種以上を含むことが好ましい。酸化アルミニウムの前駆体としては、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物（以下、有機アルミニウム化合物ともいう）が好ましい。
【００７６】
前記有機アルミニウム化合物は、アルミニウムアルコキシド、アルミニウムキレート等と呼ばれる化合物である。Ｎｉｐｐｏｎ  Ｓｅｒａｍｉｋｋｕｓｕ  Ｋｙｏｋａｉ  Ｇａｋｕｊｉｔｓｕ  Ｒｏｎｂｕｎｓｈｉ、９７（１９８９）３６９−３９９にも記載されているように、前記有機アルミニウム化合物は熱処理により酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）となる。
【００７７】
【化３】
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【００７８】
一般式（ＩＩ）中、Ｒ２はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基を表す。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。Ｒ３、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を表す。
【００７９】
一般式（ＩＩ）において、Ｒ２はそれぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基を表し、炭素数１〜４のアルキル基であることが好ましい。Ｒ２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、ブチル基、イソブチル基、２−ブチル基、ｔ−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、エチルヘキシル基等を挙げることができる。中でもＲ２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。
【００８０】
一般式（ＩＩ）において、ｎは０〜３の整数を表わす。ｎは保存安定性の観点から、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い。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。
【００８１】
一般式（ＩＩ）において、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を表す。Ｒ３、Ｒ４及び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。Ｒ３、Ｒ４及びＲ５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。Ｒ３、Ｒ４及びＲ５で表されるアルキル基はそれぞれ独立に炭素数１〜８のアルキル基であり、炭素数１〜４のアルキル基であることが好ましい。Ｒ３、Ｒ４及びＲ５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、ブチル基、イソブチル基、２−ブチル基、ｔ−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基等を挙げることができる。中でも保存安定性とパッシベーション効果の観点から、一般式（ＩＩ）におけるＲ３及びＲ４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（ＩＩ）におけるＲ５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。
【００８２】
一般式（ＩＩ）で表される有機アルミニウム化合物は、保存安定性の観点から、ｎが１〜３の整数であり、Ｒ５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。
【００８３】
一般式（ＩＩ）で表される有機アルミニウム化合物は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、ｎが０であり、Ｒ２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ｎが１〜３であり、Ｒ２がそれぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘ２及びＸ３の少なくとも一方が酸素原子であり、Ｒ３及びＲ４がそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ５が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ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００８４】
更に、一般式（ＩＩ）で表される有機アルミニウム化合物は、ｎが０であり、Ｒ２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ｎが１〜３であり、Ｒ２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り、Ｘ２及びＸ３の少なくとも一方が酸素原子であり、前記酸素原子に結合するＲ３又はＲ４が炭素数１〜４のアルキル基であり、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Ｒ３又はＲ４が水素原子であり、Ｒ５が水素原子である化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種であることがより好ましい。
【００８５】
一般式（ＩＩ）で表され、ｎが０の有機アルミニウム化合物である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２−ブトキシアルミニウム、モノ２−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。
【００８６】
一般式（ＩＩ）で表され、ｎが１〜３である有機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、トリス（エチルアセトアセタト）アルミニウム等を挙げることができる。
【００８７】
一般式（ＩＩ）で表され、ｎが１〜３である有機アルミニウム化合物は、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、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等を挙げることができる。
【００８８】
前記有機アルミニウム化合物は、ｎが１〜３である、すなわちアルミニウムアルコキシド構造に加えてアルミニウムキレート構造を有していることが好ましい。ｎが０である、すなわちアルミニウムアルコキシド構造の状態でパッシベーション層形成用組成物中に存在する場合には、キレート試薬（キレート化剤）をパッシベーション層形成用組成物に添加することが好ましい。キレート試薬の例としては、上述のキレート試薬の例が挙げられる。
【００８９】
前記有機アルミニウム化合物がキレート構造を有する場合、そのキレート構造の存在は、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。
【００９０】
アルミニウムアルコキシドとキレート試薬とを併用する、又はキレート化した有機アルミニウム化合物を用いることで、有機アルミニウム化合物の熱的及び化学的安定性が向上し、熱処理した際の酸化アルミニウムへの転移が抑制されると考えられる。結果として、熱力学的に安定な結晶状態の酸化アルミニウムへの転移が抑制され、アモルファス状態の酸化アルミニウムが形成され易くなると考えられる。
【００９１】
なお、形成されたパッシベーション層中の金属酸化物の状態は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。パッシベーション層形成用組成物が有機アルミニウム化合物を含む場合、これを熱処理して得られるパッシベーション層中の酸化アルミニウムはアモルファス構造であることが好ましい。酸化アルミニウムがアモルファス状態であると、アルミニウム欠損又は酸素欠損が生じやすく、パッシベーション層中に固定電荷が発生しやすく、大きなパッシベーション効果が得られやすい。
【００９２】
一般式（ＩＩ）で表され、ｎが１〜３である有機アルミニウム化合物は、前記アルミニウムトリアルコキシドと、キレート試薬とを混合することで調製することができる。キレート試薬としては、２つのカルボニル基を有する特定構造の化合物を挙げることができる。具体的には、前記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ド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、溶媒が存在してもよく、また加熱処理や触媒の添加を行ってもよい。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、有機アルミニウム化合物の加水分解や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。
【００９３】
前記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ばれる少なくとも１種であることが好ましい。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の具体例としては、キレート試薬として上述した化合物を挙げることができる。
【００９４】
前記有機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、例えば前記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。
【００９５】
一般式（ＩＩ）で表される有機アルミニウム化合物のうち、パッシベーション効果及び必要に応じて添加される溶剤との相溶性の観点から、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ばれる少なくとも１種を用いることが好ましく、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用いることがより好ましい。
【００９６】
有機アルミニウム化合物は、液状であっても固体であってもよく、特に制限はない。パッシベーション効果と保存安定性の観点から、常温（１０℃〜４０℃程度）での安定性や、溶解性又は分散性が良好な有機アルミニウム化合物を用いることで、形成されるパッシベーション層の均一性がより向上し、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。
【００９７】
前記パッシベーション層形成用組成物が、Ａｌ２Ｏ３及び前記有機アルミニウム化合物からなる群より選択される１種以上のアルミニウム化合物を含む場合、前記パッシベーション層形成用組成物中の前記アルミニウム化合物の総含有率は０．１〜８０質量％であることが好ましく、１０〜７０質量％であることが更に好ましい。パッシベーション効果の高さの観点からは、特定金属化合物及び前記アルミニウム化合物の総量中の前記アルミニウム化合物の合計の比率が０．１質量％以上、９９．９質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上、９９質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上、９５質量％以下であることが更に好ましい。
【００９８】
前記パッシベーション層形成用組成物が前記アルミニウム化合物を含む場合、パッシベーション層形成用組成物を熱処理して得られるパッシベーション層中の特定金属酸化物の組成としては、Ｎｂ２Ｏ５−Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３−Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３−Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３−Ｖ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３−ＨｆＯ２等の二元系複合酸化物；Ｎｂ２Ｏ５−Ａｌ２Ｏ３−Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３−Ｙ２Ｏ３−Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５−Ａｌ２Ｏ３−Ｖ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３−ＨｆＯ２−Ｔａ２Ｏ５等の三元系複合酸化物などが挙げられる。
【００９９】
パッシベーション効果の高さ及びパッシベーション効果の経時安定性の観点からは、前記パッシベーション層形成用組成物は、Ｎｂ２Ｏ５及び前記一般式（Ｉ）においてＭがＮｂである化合物からなる群より選択される少なくとも１種のニオブ化合物を含むことが好ましい。また、パッシベーション層形成用組成物中の前記ニオブ化合物の総含有率が、Ｎｂ２Ｏ５換算で０．１〜９９．９質量％であることが好ましく、１〜９９質量％であることがより好ましく、５〜９０質量％であることが更に好ましい。Ｎｂ２Ｏ５及び前記一般式（Ｉ）においてＭがＮｂである化合物からなる群より選択される少なくとも１種のニオブ化合物を含むパッシベーション層形成用組成物を熱処理して得られるパッシベーション層中の特定金属酸化物の組成としては、例えば、Ｎｂ２Ｏ５−Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５−Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５−Ｙ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５−Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５−ＨｆＯ２等の二元系複合酸化物；Ｎｂ２Ｏ５−Ａｌ２Ｏ３−Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５−Ｙ２Ｏ３−Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５−Ａｌ２Ｏ３−Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５−ＨｆＯ２−Ｔａ２Ｏ５等の三元系複合酸化物などが挙げられる。
【０１００】
特定金属化合物を含む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所望の形状の組成物層を形成し、前記組成物層を熱処理することで、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所望の形状に形成することができる。
【０１０１】
前記パッシベーション層形成用組成物を熱処理することにより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理由について、発明者らは以下のように考えている。特定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することにより、金属原子や酸素原子の欠陥等が生じて半導体基板との界面付近に大きな固定電荷が発生すると考えられる。この大きな固定電荷が半導体基板の界面近辺で電界を発生することで少数キャリアの濃度を低下させることができ、結果的に界面でのキャリア再結合速度が抑制されるため、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と考えられる。更に、前記パッシベーション層形成用組成物はゲル化等の不具合の発生が抑制されて経時的な保存安定性に優れると考えられる。
【０１０２】
（液状媒体）
前記パッシベーション層形成用組成物は液状媒体を含むことが好ましい。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、付与性がより向上するとともに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。前記液状媒体は、特定金属化合物を溶解又は分散可能であれば特に制限されず、必要に応じて適宜選択することができる。液状媒体としては、疎水性有機溶媒、非プロトン性有機溶剤、テルペン溶剤、エステル溶剤、エーテル溶剤及びアルコール溶剤から選択される少なくとも一種を含むと好ましい。
【０１０３】
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ジ−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ジ−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２−ブチル、酢酸ｎ−ペンチル、酢酸２−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−プロピルピロリジノン、Ｎ−ブチルピロリジノン、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、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン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、２−プロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、２−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、２−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、２−ヘキサノール、２−エチルブタノール、２−ヘプタノール、ｎ−オクタノール、２−エチルヘキサノール、２−オクタノール、ｎ−ノニルアルコール、ｎ−デカノール、２−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、２−テトラデシルアルコール、２−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、イソボルニ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；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��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−ブチルエーテル、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；水などが挙げられる。これらの液状媒体は１種類を単独で又は２種類以上を組み合わせて使用できる。
【０１０４】
前記液状媒体は、半導体基板への付与性及びパターン形成性（パッシベーション層形成用組成物の付与時及び乾燥時のパターンの肥大化抑制）の観点から、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ばれる少なくとも１種を含むことが好ましく、テルペン溶剤の少なくとも１種を含むことがより好ましい。
【０１０５】
パッシベーション層形成用組成物が液状媒体を含む場合、その含有率は、付与性、パターン形成性、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、組成物の付与性とパターン形成性の観点から、パッシベーション層形成組成物の総質量中に５〜９８質量％であることが好ましく、１０〜９５質量％であることがより好ましい。
【０１０６】
（樹脂）
パッシベーション層形成用組成物は、樹脂の少なくとも１種を更に含むことが好ましい。樹脂を含むことで、前記パッシベーション層形成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、所望の形状で選択的に形成することがより容易になる。
【０１０７】
樹脂の種類は特に制限されず、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樹脂であることが好ましい。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、ポリビニルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリスルホン、ポリアクリルアミドアルキルスルホン、セルロース、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のセルロース誘導体、ゼラチン及びゼラチン誘導体、澱粉及び澱粉誘導体、アルギン酸ナトリウム及びアルギン酸ナトリウム誘導体、キサンタン及びキサンタン誘導体、グアーガム及びグアーガム誘導体、スクレログルカン及びスクレログルカン誘導体、トラガカント及びトラガカント誘導体、デキストリン及び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（例えば、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。これらの樹脂は１種類を単独で又は２種類以上を組み合わせて使用できる。
【０１０８】
これらの樹脂の中でも、保存安定性と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。
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。前記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、１，０００〜１０，０００，０００であることが好ましく、３，０００〜５，０００，０００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。検量線は、標準ポリスチレンの５サンプルセット（ＰＳｔＱｕｉｃｋ  ＭＰ−Ｈ、ＰＳｔＱｕｉｃｋ  Ｂ［東ソー株式会社製、商品名］）を用いて３次式で近似する。ＧＰＣの測定条件を以下に示す。
【０１０９】
装置：（ポンプ：Ｌ−２１３０型［株式会社日立ハイテクノロジーズ］）
（検出器：Ｌ−２４９０型ＲＩ［株式会社日立ハイテクノロジーズ］）
（カラムオーブン：Ｌ−２３５０［株式会社日立ハイテクノロジーズ］）
カラム：Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ｒ４４０  ＋  Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ｒ４５０  ＋  Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ｒ４００Ｍ（計３本）（日立化成株式会社、商品名）
カラムサイズ：１０．７ｍｍ（内径）×３００ｍｍ
溶離液：テトラヒドロフラン
試料濃度：１０ｍｇ／２ｍＬ
注入量：２００μＬ
流量：２．０５ｍＬ／分
測定温度：２５℃
【０１１０】
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、パッシベーション層形成用組成物の総質量中に０．１〜３０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、前記含有率は１〜２５質量％であることがより好ましく、１．５〜２０質量％であることが更に好ましく、１．５〜１０質量％であることが更により好ましい。
【０１１１】
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、前記パッシベーション層形成用組成物における前記有機アルミニウム化合物と前記樹脂の含有比率は、必要に応じて適宜選択することができる。中でも、パターン形成性と保存安定性の観点から、特定金属化合物並びに必要に応じて含まれる酸化アルミニウム及びその前駆体からなる群より選択される１種以上の総量を１とした場合の樹脂の比率は、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であることが更に好ましい。
【０１１２】
前記パッシベーション層形成用組成物は、酸性化合物又は塩基性化合物を含有してもよい。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、パッシベーション層形成用組成物中の酸性化合物又は塩基性化合物の含有率は、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。
【０１１３】
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、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。
【０１１４】
前記パッシベーション層形成用組成物は、必要に応じて、その他の成分として、増粘剤、湿潤剤、界面活性剤、無機粉末、ケイ素原子を含む樹脂、チキソ剤等の各種添加剤を含有してもよい。
【０１１５】
無機粉末としてはシリカ（酸化ケイ素）、クレイ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、モンモリロナイト、ベントナイト、カーボンブラック等を例示することができる。これらの中でもシリカを成分として含むフィラーを用いることが好ましい。ここで、クレイとは層状粘土鉱物を示し、具体的にはカオリナイト、イモゴライト、モンモリロナイト、スメクタイト、セリサイト、イライト、タルク、スチーブンサイト、ゼオライト等が挙げられる。パッシベーション層形成用組成物が無機粉末を含有する場合、パッシベーション層形成用組成物の付与性が向上する傾向にある。
【０１１６】
界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等が挙げられる。中でも、半導体デバイスへの重金属等の不純物の持ち込みが少ないことからノニオン系界面活性剤又はカチオン系界面活性剤が好ましい。ノニオン系界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、炭化水素系界面活性剤等が挙げられる。パッシベーション層形成用組成物が界面活性剤を含有する場合、パッシベーション層形成用組成物から形成される組成物層の厚さ及び組成の均一性が向上する傾向にある。
【０１１７】
ケイ素原子を含む樹脂としては、両末端リジン変性シリコーン、ポリアミド・シリコーン交互共重合体、側鎖アルキル変性シリコーン、側鎖ポリエーテル変性シリコーン、末端アルキル変性シリコーン、シリコーン変性プルラン、シリコーン変性アクリル樹脂等を例示することができる。パッシベーション層形成用組成物がケイ素を含む樹脂を含有する場合、前記パッシベーション層形成用組成物から形成される組成物層の厚さ及び組成の均一性が向上する傾向にある。
【０１１８】
チキソ剤としてはポリエーテル化合物、脂肪酸アミド、ヒュームドシリカ、水素添加ひまし油、尿素ウレタンアミド、ポリビニルピロリドン、オイル系ゲル化剤等を例示することができる。パッシベーション層形成用組成物がチキソ剤を含有する場合、パッシベーション層形成用組成物を付与する際のパターン形成性が改善する傾向にある。ポリエーテル化合物としてはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ（エチレン−プロピレン）グリコール共重合体等を例示することができる。
【０１１９】
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０．０１〜１００００Ｐａ・ｓとすることができる。中でもパターン形成性の観点から、パッシベーション層形成用組成物の粘度は０．１〜１０００Ｐａ・ｓであることが好ましい。なお、前記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で測定された値である。
【０１２０】
パッシベーション層形成用組成物は、チキソ性を有していることが好ましい。特に、パッシベーション層形成用組成物が樹脂を含む場合、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、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。
【０１２１】
パッシベーション層形成用組成物の製造方法には特に制限はない。例えば、特定金属化合物と、必要に応じて含まれる液状媒体等とを、通常用いられる方法で混合して製造することができる。また樹脂を溶解させた液状媒体と特定金属化合物を混合することで製造してもよい。
更に特定金属化合物は、一般式（Ｉ）化合物と、一般式（Ｉ）化合物に含まれる金属元素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、適宜溶媒を用いても、加熱処理を行ってもよい。このようにして調製した特定金属化合物を用いてパッシベーション層形成用組成物を製造してもよい。
なお、前記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（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。
【０１２２】
＜両面受光型太陽電池素子の製造方法＞
本発明の両面受光型太陽電池素子の製造方法は、半導体基板の表受光面及び裏受光面に受光面電極を形成する工程と、前記表受光面、前記裏受光面及び側面の少なくとも一つの面に、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２及び前記一般式（Ｉ）で表される化合物からなる群より選択される１種以上の化合物を含有する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。本発明の両面受光型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更に有していてもよい。
【０１２３】
上記方法によれば、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半導体基板上に形成することができる。また、前記パッシベーション層は、蒸着装置などを必要としない簡便な方法で生産性高く形成することが可能である。したがって、上記方法によれば、変換効率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る。
【０１２４】
半導体基板上に受光面電極を形成する方法としては、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）することで形成することができる。
【０１２５】
受光面電極を形成する工程は、半導体基板の受光面、裏受光面及び側面の少なくとも一つの面に前記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の前であっても、後であってもよい。また、電極を形成するための熱処理（焼成）及び組成物層からパッシベーション層を形成するための熱処理（焼成）が、一括して行われても、独立の工程として別に行われてもよい。
【０１２６】
また、前記組成物層を形成する工程の前に、半導体基板にアルカリ水溶液を付与する工程を更に有することが好ましい。すなわち、半導体基板上に前記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。
【０１２７】
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洗浄等を例示することができる。例えばアンモニア水−過酸化水素水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、洗浄することできる。洗浄時間は、１０秒〜１０分間であることが好ましく、３０秒〜５分間であることが更に好ましい。
【０１２８】
半導体基板の受光面、裏受光面及び側面の少なくとも一つの面に、前記パッシベーション層形成用組成物を用いて組成物層を形成する方法には特に制限はない。例えば、公知の塗布方法等を用いて、半導体基板上に前記パッシベーション層形成用組成物を付与する方法を挙げることができる。具体的には、浸漬法、スクリーン印刷法等の印刷法、スピンコート法、刷毛塗り、スプレー法、ドクターブレード法、ロールコーター法、インクジェット法などを挙げることができる。これらの中でもパターン形成性の観点から、スピンコート法、スクリーン印刷法及びインクジェット法が好ましく、スクリーン印刷法がより好ましい。
【０１２９】
前記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さが、後述する所望の厚さとなるように適宜調整することができる。
【０１３０】
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、前記組成物層に由来する熱処理層（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）条件は特に制限はない。パッシベーション層形成用組成物が、特定金属化合物、更に任意成分のその他の金属化合物（有機アルミニウム化合物等）を含有する場合、その熱処理物（焼成物）である特定金属酸化物及びその他の金属酸化物（酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等）に変換可能であれば、組成物層の熱処理（焼成）条件は特に制限されない。
【０１３１】
中でも結晶構造を持たないアモルファス状の特定金属酸化物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特定金属酸化物で構成されることで、パッシベーション層により効果的に負電荷を持たせることができ、より優れたパッシベーション効果を得ることができる。具体的に、熱処理（焼成）温度は４００℃以上であることが好ましく、４００〜９００℃がより好ましく、６００〜８００℃が更に好ましい。また熱処理（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、０．１〜１０時間とすることができ、０．２〜５時間であることが好ましい。
【０１３２】
また、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の前に、組成物層を乾燥処理する工程を更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。
【０１３３】
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３０〜２５０℃で１〜６０分間の熱処理とすることができ、４０〜２２０℃で３〜４０分間の熱処理であることが好ましい。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。
【０１３４】
次に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態にかかる半導体基板用パッシベーション層を有する両面で受光が可能な両面受光型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例示したものである。但し、この工程図は本発明の使用方法をなんら制限するものではない。
【０１３５】
図１（ａ）では、ｎ型半導体基板１０である結晶シリコンにアルカリ溶液を付与してダメージ層を除去し、次いでエッチング工程などによりテクスチャー構造を得る。
詳細には、例えば、インゴットからスライスした際に発生するシリコン表面のダメージ層を２０質量％苛性ソーダで除去する。次いで両面を５質量％程度の苛性ソーダ水溶液を用いたアルカリエッチングによりテクスチャー構造を形成する（図中ではテクスチャー構造の記載を省略する）。太陽電池セルは、受光面（両面）側にテクスチャー構造を形成することにより、光閉じ込め効果が促され、高効率化が図られる。
【０１３６】
図１（ｂ）では、ｎ型半導体基板１０の表受光面には、熱拡散処理によりｐ＋型拡散層を形成可能なｐ型拡散用組成物を用いて、ｐ＋型拡散層（１）を形成する。また、裏受光面には、熱拡散処理によりｎ＋型拡散層を形成可能なｎ型拡散用組成物を用いて、ｎ＋型拡散層（２）を形成する。ここでｐ型拡散層形成用組成物は、例えばアクセプタ元素含有物質とガラス成分とを含んで構成することができる。ここで、ｎ＋型拡散層とは、ｎ層と比較して低抵抗な拡散層を指す。図１では、ｐ＋型拡散層を形成してから、ｎ＋型拡散層を形成したが、逆の順番でもよいが、ｐ＋型拡散層を先に形成することが好ましい。一般的に、ｐ＋型拡散層を形成する際にキャリアのライフタイムが低下するが、ｎ＋型拡散層を形成する工程、例えばリン化合物を用いるリンゲッタリングによってキャリアのライフタイムが向上する。
【０１３７】
以上の工程により、半導体基板の受光面の一方の面にｎ＋型拡散層が、他方の面にｐ＋型拡散層が形成された半導体基板が得られる。以降の工程では、拡散層の上にパッシベーション層及び電極を形成して、両面受光型の太陽電池素子を作製する。
【０１３８】
図１（ｃ）では、半導体基板１０の表受光面及び裏受光面にパッシベーション膜（３）、（４）を形成する。前記パッシベーション層（３）、（４）は、本発明におけるパッシベーション層形成用組成物を、スクリーン印刷法、インクジェット法、スピンコート法等により塗布し、熱処理(焼成)して形成されるパッシベーション膜であることが好ましい。これによって、優れた変換効率を有し、変換効率の経時的な低下を抑制した太陽電池素子を得ることができる。
表受光面に設けられるパッシベーション層（３）は本発明におけるパッシベーション層形成用組成物を、スクリーン印刷法、インクジェット法、スピンコート法等により塗布し、熱処理(焼成)してパッシベーション層（３）を形成すること好ましい。一方で、裏受光面に設けられるパッシベーション層（４）はＳｉＮ層、ＳｉＯ２層、アモルファス-Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする層とすることが好ましく、ＳｉＮ層またはＳｉＯ２層を用いることが好ましい。尚、ＳｉＯ２層を用いる場合には、熱酸化によって形成することが好ましい。
また、表受光面及び裏受光面ともに、パッシベーション層は二層構造としてもよく、パッシベーション層（３）、（４）（以下、「第一のパッシベーション層」ともいう。）を形成した後に、さらにパッシベーション層（５）（以下、「第二のパッシベーション層」ともいう。）を形成してもよい。二層構造とすることで、光の反射を抑制することができる。二層目のパッシベーション層はＳｉＮ層、ＺｎＳ層、ＭｇＦ層などが挙げられるが、光の反射率を抑えることができるとともに、高いパッシベーション効果が期待できる観点から、ＳｉＮ層であることが好ましい。尚、パッシベーション層は三層以上であってもよい。また、パッシベーション層全体の厚みに特に制限は無いが、５ｎｍ〜５０μｍとすることが好ましく、１０ｎｍ〜３０μｍであることがより好ましく、１０〜３００ｎｍとすることが好ましく、３０〜１５０ｎｍとすることがより好ましい。
【０１３９】
次いで、図１（ｅ）では電極を形成する工程を説明する。図１（ｅ）及び（ｆ）では、ｎ＋型拡散層（２）の上にｎ電極（７）、ｐ＋型拡散層（１）の上にｐ電極（６）を形成する。電極を形成する方法としては、パッシベーション層上の電極を形成したい箇所にガラスフリットを含む電極形成用組成物を塗布し、ファイヤースルーさせることで形成する方法や、電極を形成したい箇所のパッシベーション層に開口部を形成し、電極形成用組成物を供給して熱処理（焼成）することで形成する方法などが挙げられる。前者の方法を用いると、パッシベーション膜（３）、（４）の開口の工程を省略することが可能である。ガラスフリットを含む電極形成用組成物をパッシベーション膜（３）、（４）上に付与し、６００〜９００℃の範囲で数秒〜数分間焼成すると、ガラスフリットがパッシベーション膜（３）、（４）を溶融し、組成物中の金属粒子（例えば銀粒子）が半導体基板１０と接触部を形成し凝固する。これにより、形成したｎ電極（７）、ｐ電極（６）と半導体基板１０とが導通される。尚、図１（ｅ）及び（ｆ）は前者の方法を図示したものである。また、後者の方法を用いる場合には、パッシベーション膜（３）、（４）に電極を形成するための開口部を形成し、ｐ＋型拡散層及びｎ＋型拡散層を露出させる必要があり、この場合、開口したい箇所にエッチング液（フッ酸、フッ化アンモニウム、リン酸等を含む溶液）をインクジェット法等で付与し、熱処理することで形成することができる。形成された開口部に電極形成用組成物を供給して熱処理（焼成）することで、形成したｎ電極（７）、ｐ電極（６）と半導体基板１０とが導通される。
尚、ｎ電極（７）、ｐ電極（６）の材質や形成方法は特に限定されない。アルミニウム、銀、銅等の金属を含む電極形成用組成物を付与し、乾燥して、電極を形成してもよい。また、ｎ電極とｐ電極は同一の材質であってもよい。
電極を焼成して太陽電池を作製する。
【０１４０】
図１では、パッシベーション膜（４）を形成してから、パッシベーション膜（３）を形成したが、逆の順番でもよいが、パッシベーション膜（４）を先に形成することが好ましい。
【０１４１】
また図１（ｃ）では両受光面部分にのみパッシベーション層を形成する方法を示したが、半導体基板１０の側面にもパッシベーション層形成用組成物を塗布し、乾燥することで半導体基板１０の側面（エッジ）にパッシベーション層を更に形成してもよい（図示せず）。これにより、発電効率により優れた太陽電池素子を製造することができる。
更にまた、表受光面及び裏受光面にパッシベーション層を形成せず、側面のみに本発明のパッシベーション層形成用組成物を塗布し、熱処理（焼成）してパッシベーション層を形成してもよい。本発明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。
【０１４２】
また、高温で熱処理（焼成）する必要のない電極を全面に形成してもよい。
【０１４３】
上述した実施形態では、表受光面にｐ＋型拡散層が形成されたｎ型半導体基板を用いた場合について説明を行ったが、表受光面にｎ＋型拡散層が形成されたｐ型半導体基板を用いた場合にも同様にして、太陽電池素子を製造することができる。尚、その場合は裏受光面側にｐ＋型拡散層を形成することになる。
【０１４４】
＜両面受光型太陽電池モジュール＞
両面受光型太陽電池モジュールは、前記両面受光型太陽電池素子の少なくとも１つを含み、両面受光型太陽電池素子の電極上にタブ線等の配線材料が配置されて構成される。両面受光型太陽電池は更に必要に応じて、配線材料を介して複数の両面受光型太陽電池素子が連結され、更に封止材で封止されて構成されていてもよい。前記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。前記太陽電池モジュールの大きさに制限はない。０．５〜３ｍ２であることが好ましい。
【実施例】
【０１４５】
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。
【０１４６】
＜実施例１＞（パッシベーション層形成用組成物の調製）
Ａｌ２Ｏ３薄膜塗布材料（株式会社高純度化学研究所製、「ＳＹＭ−Ａｌ０４」、Ａｌ２Ｏ３：２質量％、キシレン：８７質量％、２−プロパノール：５質量％、安定化剤：６質量％）の１．０ｇ、Ｎｂ２Ｏ５薄膜塗布材料（株式会社高純度化学研究所製、「Ｎｂ−０５」、Ｎｂ２Ｏ５：５質量％、酢酸ｎ−ブチル：５６質量％、安定化剤：１６．５質量％、粘度調整剤：２２．５質量％）の１．０ｇを混合し、パッシベーション層形成用組成物１を調製した。
【０１４７】
（パッシベーション層の形成）
半導体基板として、表面がミラー形状の単結晶型ｐ型シリコン基板（株式会社ＳＵＭＣＯ製、５０ｍｍ角、厚さ：６２５μｍ）を用いた。シリコン基板をＲＣＡ洗浄液（関東化学株式会社製、「Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  Ｃｌｅａｎｅｒ−Ａ０１」）を用いて７０℃にて５分間、浸漬して洗浄し、前処理を行った。
その後、上記で得られたパッシベーション層形成用組成物１を前処理したシリコン基板の片面の全面に、スピンコータ（ミカサ株式会社製、「ＭＳ−１００」）を用いて、４０００ｒｐｍ（回転・ｍｉｎ−１）で３０秒間の条件で付与した。その後、１５０℃で３分間乾燥処理した。次いで、７００℃で１０分間、空気中で熱処理（焼成）した後、室温（２５℃）で放冷して評価用基板を作製した。
【０１４８】
（実効ライフタイムの測定）
上記で得られた評価用基板のパッシベーション層が形成され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製、「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。実効ライフタイムは、４８０μｓであった。
【０１４９】
（平均厚さの測定）
干渉式膜厚計（フィルメトリクス株式会社製、Ｆ２０膜厚測定システム）を用いて、パッシベーション層の厚さを５点測定し、平均値を算出した。平均厚さは８２ｎｍであった。
【０１５０】
（密度の測定）
パッシベーション層の質量及び平均厚さから密度を算出した。密度は３．２ｇ／ｃｍ３であった。
【０１５１】
（両面受光型太陽電池素子の作製）
両面テクスチャー処理済みの１５６ｍｍ角ｎ型シリコン基板に、ボロン酸を用いて表受光面にｐ＋型拡散層を形成し、オキシ塩化リンを用いて裏受光面にｎ＋型拡散層を形成した。裏受光面側に、６００℃で一時間でアニール処理を行い、拡散層を形成した。次に、表受光面側に、パッシベーション層形成用組成物１をインクジェット（株式会社マイクロジェット製、インクジェット装置「ＭＪＰ−１５００Ｖ」、ヘッド：ＩＪＨ−８０、ノズルサイズ：５０μｍ×７０μｍ）で、ベタパターンとなるように半導体基板パッシベーション層形成用組成物１を乾燥後の膜厚が５μｍとなるように塗布した。その後、１５０℃で３分間乾燥処理した。次いで、５５０℃で１時間熱処理（焼成）した後、室温（２５℃）まで放冷した。その後、両受光面側にプラズマＣＶＤを用いてＳｉＮｘ膜を形成した(ＳｉＮｘ膜の膜厚：８０ｎｍ)。
【０１５２】
その後、表受光面側に、銀電極形成用組成物（デュポン社製、「ＰＶ１５９Ａ」）を印刷マスクを用いて、スクリーン印刷した。次いで、１５０℃で乾燥した。次いで、裏受光面側に、同様の事を行った。その後、トンネル型焼成炉（株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）を用いて７００℃で熱処理（焼成）した。焼成時に銀電極形成用組成物がパッシベーション層にファイヤースルーすることで電極が形成された。これにより電極が上記ｎ＋型拡散層及びｐ＋型拡散層とのオーミックコンタクトして、両面受光型太陽電池素子を作製した。
【０１５３】
両面受光型太陽電池素子を作製した１時間後に、太陽電池素子ソーラシュミレータ（株式会社ワコム電装製、「ＸＳ−１５５Ｓ−１０」）を用いて発電特性を評価した。発電性能の評価は、擬似太陽光（株式会社ワコム電創製、「ＷＸＳ−１５５Ｓ−１０」）と、電圧−電流（Ｉ−Ｖ）評価測定器（英弘精機株式会社製、「Ｉ−Ｖ  ＣＵＲＶＥ  ＴＲＡＣＥＲ  ＭＰ−１８０」）の測定装置を組み合わせて行った。太陽電池としての発電性能を示すＪｓｃ（短絡電流密度）、Ｖｏｃ（開放電圧）、ＦＦ（形状因子）、η（変換効率）は、それぞれＪＩＳ−Ｃ−８９１３及びＪＩＳ−Ｃ−８９１４に準拠して測定を行い得られたものである。結果を表２に示した。
【０１５４】
また、作製した両面受光型太陽電池素子を、５０℃、８０％ＲＨの恒温恒湿層の中に入れ、１ヶ月保存した後の発電特性を評価した。結果を表３に示した。両面受光型太陽電池素子の保存後の変換効率の変化率（保存前の変換効率η１に対する保存後の変換効率η２［％］）は、９９．１％であった。
【０１５５】
【表１】
2015026666.tif 000006
【０１５６】
【表２】
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【０１５７】
【表３】
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【０１５８】
＜実施例２＞（パッシベーション層形成用組成物の調製）
Ｔａ２Ｏ５薄膜塗布材料（株式会社高純度化学研究所製、「Ｔａ−１０−Ｐ」、Ｔａ２Ｏ５：１０質量％、ｎ−オクタン：９質量％、酢酸ｎ−ブチル：６０質量％、安定化剤：２１質量％）をパッシベーション層形成用組成物２として使用した。
【０１５９】
上記で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と同様にして評価用基板を作製し、実施例１と同様にして評価した。実効ライフタイムは、４５０μｓであった。パッシベーション層の膜厚は７５ｎｍ、密度は３．６ｇ／ｃｍ３であった。
【０１６０】
パッシベーション層形成用組成物１の代わりにパッシベーション層形成用組成物２を用いた以外は実施例１と同様にして両面受光型太陽電池素子を作製し、発電特性を評価した。
【０１６１】
＜実施例３＞
ＨｆＯ２薄膜塗布材料（株式会社高純度化学研究所製、「Ｈｆ−０５」、ＨｆＯ２含有量：５質量％、酢酸イソアミル：７３質量％、ｎ−オクタン：１０質量％、２−プロパノール：５質量％、安定化剤：７質量％）をパッシベーション層形成用組成物３として使用した。
【０１６２】
上記で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と同様にして評価用基板を作製し、実施例１と同様にして評価した。実効ライフタイムは、３８０μｓであった。パッシベーション層の膜厚７１ｎｍ、密度は３．２ｇ／ｃｍ３であった。
【０１６３】
パッシベーション層形成用組成物１の代わりにパッシベーション層形成用組成物３を用いた以外は実施例１と同様にして両面受光型太陽電池素子を作製し、発電特性を評価した。
【０１６４】
＜実施例４＞
Ｙ２Ｏ３薄膜塗布材料（株式会社高純度化学研究所製、「Ｙ−０３」、Ｙ２Ｏ３：３質量％、２−エチルヘキサン酸：１２．５質量％、酢酸ｎ−ブチル：２２．５質量％、酢酸エチル：８質量％、テルピン油：４５質量％、粘度調製剤：９質量％）をパッシベーション層形成用組成物４として使用した。
【０１６５】
上記で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と同様にして評価用基板を作製し、実施例１と同様にして評価した。実効ライフタイムは、３９０μｓであった。パッシベーション層の膜厚は６８ｎｍ、密度は２．８ｇ／ｃｍ３であった。
【０１６６】
パッシベーション層形成用組成物１の代わりにパッシベーション層形成用組成物４を用いた以外は実施例１と同様にして両面受光型太陽電池素子を作製し、発電特性を評価した。
【０１６７】
＜実施例５＞
エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート（川研ファインケミカル株式会社製、「ＡＬＣＨ」）、ペンタエトキシニオブ（北興化学工業株式会社製）、アセチルアセトン（和光純薬工業株式会社製）、キシレン（和光純薬工業株式会社製）、２−プロパノール（和光純薬工業株式会社製）、テルピネオール（日本テルペン化学株式会社製）を表１に示す配合比で混合し、パッシベーション層形成用組成物５として使用した。
【０１６８】
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物５を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、前処理したシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。実効ライフタイムは、４２０μｓであった。パッシベーション層の膜厚は９４ｎｍ、密度は２．６ｇ／ｃｍ３であった。
【０１６９】
パッシベーション層形成用組成物１の代わりにパッシベーション層形成用組成物５を用いた以外は実施例１と同様にして、両面受光型太陽電池素子を作製し、発電特性を評価した。
【０１７０】
＜比較例１＞
実施例１において、パッシベーション層形成用組成物１の付与を行わなかったこと以外は実施例１と同様にして、評価用基板及び太陽電池素子を作製した。評価用基板の実効ライフタイムを測定して評価した。実効ライフタイムは、２０μｓであった。
【０１７１】
＜比較例２＞
３Ｌセパラブルフラスコにエチルセルロース１００ｇ、テルピネオール９００ｇを秤取し、空気中でそのまま１５０℃で撹拌した。エチルセルロースは約２時間でほぼ溶解し、さらに１時間撹拌して薄褐色透明の１０％エチルセルロースのテルピネオール溶液を得た。
Ａｌ２Ｏ３粒子（株式会社高純度化学研究所製、「ＡＬＯ１４ＰＢ」、平均粒子径１μｍ）を３．００ｇ、テルピネオール（日本テルペン化学株式会社製）を２．９５ｇ、上記で調整したエチルセルロース溶液を５．９０ｇ混合して無色透明の組成物Ｃ２を調製した。
上記で調製した組成物Ｃ２を用いたこと以外は、実施例１と同様にして評価用基板を作製し、実施例１と同様にして評価した。実効ライフタイムは、２１μｓであった。パッシベーション層の膜厚は２．１μｍ、密度は１．４ｇ／ｃｍ３であった。ここで、膜厚は干渉式膜厚計では測定できなかったため、触針式段差計（ＡｍＢｉｏｓ社製、「ＸＰ−２」）で測定した。具体的には、基板の一部をスパチュラで削り取り、塗布された部分と削り取った部分の段差を、速度０．１ｍｍ／ｓ、針荷重０．５ｍｇの条件で測定した。測定は３回行い，その平均値を算出して膜厚とした。
パッシベーション層形成用組成物１の代わりに組成物Ｃ２を用いた以外は実施例１と同様にして、両面受光型太陽電池素子を作製し、発電特性を評価した。
【０１７２】
＜比較例３＞
テトラエトキシシラン（多摩化学工業製）を３．００ｇ、テルピネオール（日本テルペン化学株式会社製）を１．９５ｇ、比較例２と同様にして調製したエチルセルロース溶液を４．０５ｇ混合して無色透明の組成物Ｃ３を調製した。
上記で調製した組成物Ｃ３を用いたこと以外は、実施例１と同様にして評価用基板を作製し、実施例１と同様にして評価した。実効ライフタイムは、２３μｓであった。パッシベーション層の膜厚は８５ｎｍ、密度は２．１ｇ／ｃｍ３であった。
パッシベーション層形成用組成物１の代わりに組成物Ｃ３を用いた以外は実施例１と同様にして、両面受光型太陽電池素子を作製し、発電特性を評価した。
【０１７３】
特定金属酸化物のパッシベーション層を有する実施例１〜６は、実効ライフタイムが、３８０〜４８０μｓと比較例１〜３の２０〜２３μｓより長く、少数キャリアの再結合速度が遅いことから変換効率が比較例の１２．２７〜１２．４３％に対して実施例の１４．１〜１５．７６％と高くすることができる。また、特定金属酸化物のパッシベーション層を設けることで耐湿性が向上し、５０℃、８０％ＲＨに１ヶ月保存したあとの変換効率は、９８％程度維持されるのに対し、比較例では、９０％程度であり、変換効率の経時的な低下が抑制される。
以上から、本発明の両面受光型太陽電池素子は、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有するために、高い変換効率を示し、且つ経時的な太陽電池特性の低下が抑制されていることがわかる。更に、本発明の両面受光型太陽電池素子のパッシベーション層は、簡便な工程で所望の形状に形成できることがわかる。
【符号の説明】
【０１７４】
１０  ｎ型半導体基板
１  ｐ＋型拡散層
２  ｎ＋型拡散層
３  第一のパッシベーション層
４  第一のパッシベーション層
５  第二のパッシベーション層
６  ｐ型電極
７  ｎ型電極
【図１】
2015026666.tif 000011