(57)【要約】  下記一般式（Ｉ）で表される化合物と、水と、を含む第１のパッシベーション層形成用組成物及び下記一般式（Ｉ）で表される化合物の加水分解物を含む第２のパッシベーション層形成用組成物。一般式（Ｉ）：Ｍ（ＯＲ１）ｍ［一般式（Ｉ）中、ＭはＡｌ、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。Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基又はアリール基を表す。ｍは１〜５の整数を表す。］
2016002901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で表される化合物と、水と、を含むパッシベーション層形成用組成物。
Ｍ（ＯＲ１）ｍ  （Ｉ）
［一般式（Ｉ）中、ＭはＡｌ、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。Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基又はアリール基を表す。ｍは１〜５の整数を表す。］
【請求項２】
下記一般式（Ｉ）で表される化合物の加水分解物を含むパッシベーション層形成用組成物。
Ｍ（ＯＲ１）ｍ  （Ｉ）
［一般式（Ｉ）中、ＭはＡｌ、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。Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基又はアリール基を表す。ｍは１〜５の整数を表す。］
【請求項３】
さらに、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物を含む、請求項１又は請求項２に記載のパッシベーション層形成用組成物。
【化１】
2016002901.tif 000007
［一般式（ＩＩ）中、Ｒ２はそれぞれ独立してアルキル基を表す。ｎは１〜３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アルキル基を表す。］
【請求項４】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物におけるＭがＮｂである請求項１〜請求項３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５】
１５０℃で３時間加熱させた場合の質量Ｍ１を加熱させていない場合の質量Ｍ２で除して算出される比（Ｍ１／Ｍ２）が、０．０００１〜０．７である請求項１〜請求項４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６】
２５℃における、せん断速度が０．１ｓ−１でのせん断粘度η１をせん断速度が１０．０ｓ−１でのせん断粘度η２で除して算出されるチキソ比（η１／η２）が、１．０５〜１００である請求項１〜請求項４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】
１５０℃で３時間加熱させた場合の質量Ｍ１を加熱させていない場合の質量Ｍ２で除して算出される比（Ｍ１／Ｍ２）が、０．０００１〜０．７であり、
２５℃における、せん断速度が０．１ｓ−１でのせん断粘度η１をせん断速度が１０．０ｓ−１でのせん断粘度η２で除して算出されるチキソ比（η１／η２）が、１．０５〜１００である請求項１〜請求項４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】
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９】
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１０】
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の熱処理物であるパッシベーション層と、
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１１】
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１２】
請求項１０に記載の太陽電池素子と、
前記太陽電池素子の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及びその製造方法、太陽電池素子及びその製造方法、並びに太陽電池に関する。
【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する。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型シリコン基板に一様に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、ｐ型シリコン基板の表面のみならず、側面及び裏面にもｎ型拡散層が形成される。そのため、ｐ型シリコン基板の側面に形成された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、ｐ型シリコン基板の裏面に形成された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、ｐ型シリコン基板の裏面全体にアルミニウム粉末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い。シート抵抗を下げるために、通常、ｐ型シリコン基板の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。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、アルミニウム電極が形成されたシリコン基板において、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し、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の塗布量を減らし、裏面電極層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塗布量を減らすと、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充分となる。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）を達成することができないため、太陽電池の特性が低下するという問題が生じる。【０００５】
上記に関連して、特許第３１０７２８７号公報には、アルミニウムペーストをシリコン基板表面の一部に付与して部分的に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。
このような受光面とは反対の面（以下、「裏面」ともいう）にポイントコンタクト構造を有する太陽電池の場合、アルミニウム電極以外の部分の表面において、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、特開２００４−６５６５号公報には、ＳｉＯ２膜等が提案されている。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、特許第４７６７１１０号公報には、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜等が提案されている。
このようなパッシベーション層は、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，  １０４（２００８），  １１３７０３−１〜１１３７０３−７に記載のように、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。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、Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ，  ５１７（２００９），  ６３２７−６３３０及びＣｈｉｎｅｓｅ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ２６（２００９），  ０８８１０２−１〜０８８１０２−４には、ゾルゲル法による手法が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，  １０４（２００８），  １１３７０３−１〜１１３７０３−７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、Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ，  ５１７（２００９），  ６３２７−６３３０及びＣｈｉｎｅｓｅ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ２６（２００９），  ０８８１０２−１〜０８８１０２−４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、スピンコート法を製造工程に含むため、短工程で目的のパターンに成膜を行うことが困難な場合がある。【０００８】
本発明の一実施形態は、以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、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、本発明の一実施形態は、パッシベーション層形成用組成物を用いて得られ、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備えるパッシベーション層付半導体基板及びその製造方法、並びに優れた変換効率を有する太陽電池素子及びその製造方法並びに太陽電池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】
【０００９】
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
＜１＞  下記一般式（Ｉ）で表される化合物と、水と、を含むパッシベーション層形成用組成物。
Ｍ（ＯＲ１）ｍ  （Ｉ）
［一般式（Ｉ）中、ＭはＡｌ、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。Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基又はアリール基を表す。ｍは１〜５の整数を表す。］【００１０】
＜２＞  下記一般式（Ｉ）で表される化合物の加水分解物を含むパッシベーション層形成用組成物。
Ｍ（ＯＲ１）ｍ  （Ｉ）
［一般式（Ｉ）中、ＭはＡｌ、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。Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基又はアリール基を表す。ｍは１〜５の整数を表す。］
＜３＞  さらに、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物を含む、＜１＞又は＜２＞に記載のパッシベーション層形成用組成物。【００１１】
【化１】
2016002901.tif 000003
【００１２】
［一般式（ＩＩ）中、Ｒ２はそれぞれ独立してアルキル基を表す。ｎは１〜３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アルキル基を表す。］【００１３】
＜４＞  前記一般式（Ｉ）で表される化合物におけるＭがＮｂである＜１＞〜＜３＞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。【００１４】
＜５＞  １５０℃で３時間加熱させた場合の質量Ｍ１を加熱させていない場合の質量Ｍ２で除して算出される比（Ｍ１／Ｍ２）が０．０００１〜０．７である＜１＞〜＜４＞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。【００１５】
＜６＞  ２５℃における、せん断速度が０．１ｓ−１でのせん断粘度η１をせん断速度が１０．０ｓ−１でのせん断粘度η２で除して算出されるチキソ比（η１／η２）が、１．０５〜１００である＜１＞〜＜４＞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。【００１６】
＜７＞  １５０℃で３時間加熱させた場合の質量Ｍ１を加熱させていない場合の質量Ｍ２で除して算出される比（Ｍ１／Ｍ２）が０．０００１〜０．７であり、
２５℃における、せん断速度が０．１ｓ−１でのせん断粘度η１をせん断速度が１０．０ｓ−１でのせん断粘度η２で除して算出されるチキソ比（η１／η２）が、１．０５〜１００である＜１＞〜＜４＞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。【００１７】
＜８＞  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＞〜＜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。【００１８】
＜９＞  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＞〜＜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。【００１９】
＜１０＞  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＞〜＜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の熱処理物であるパッシベーション層と、
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。【００２０】
＜１１＞  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の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、＜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。【００２１】
＜１２＞  ＜１０＞に記載の太陽電池素子と、
前記太陽電池素子の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】
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、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。また本発明の一実施形態によれば、パッシベーション層形成用組成物を用いて得られ、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備えるパッシベーション層付半導体基板及びその製造方法、並びに優れた変換効率を有する太陽電池素子及びその製造方法並びに太陽電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る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】本実施形態に係る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】本実施形態に係る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】本実施形態の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】本実施形態に係るパッシベーション層の裏面における形成パターンの一例を示す概略平面図である。
【図６】本実施形態に係るパッシベーション層の裏面における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】本実施形態の太陽電池素子の裏面の一例を示す概略平面図である。
【図１０】本実施形態の太陽電池の製造方法の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の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及びその製造方法、太陽電池素子及びその製造方法、並びに太陽電池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。
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「〜」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。
【００２５】
＜パッシベーション層形成用組成物＞
本実施形態の第１のパッシベーション層形成用組成物は、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）と、水と、を含む。また、本実施形態の第２のパッシベーション層形成用組成物は、式（Ｉ）化合物の加水分解物を含む。本実施形態において、第１のパッシベーション層形成用組成物及び第２のパッシベーション層形成用組成物を合わせて、単にパッシベーション層形成用組成物と称することがある。
本実施形態の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更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が上記成分を含むことで、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。
【００２６】
Ｍ（ＯＲ１）ｍ  （Ｉ）
【００２７】
一般式（Ｉ）中、ＭはＡｌ、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。Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基又はアリール基を表す。ｍは１〜５の整数を表す。
【００２８】
本発明者は、鋭意検討の結果、そのメカニズムは明確ではないものの、式（Ｉ）化合物に対して水を作用させることで組成物のチキソ性が向上することを見出した。
第１のパッシベーション層形成用組成物は、式（Ｉ）化合物と、水と、を含むものであり、式（Ｉ）化合物に対して水を作用させることで、パッシベーション層形成用組成物のチキソ比が向上する。一方、第２のパッシベーション層形成用組成物は、式（Ｉ）化合物の加水分解物を含むものであり、当該加水分解物は、式（Ｉ）化合物に対して水を作用させることで調製される。第１のパッシベーション層形成用組成物と同様に、第２のパッシベーション層形成用組成物は、式（Ｉ）化合物に対して水を作用させていることから、パッシベーション層形成用組成物のチキソ比が向上する。その結果、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物は、パターン形成性に優れるものと推察される。
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物は、式（Ｉ）化合物に対して水を作用させることでそのチキソ性が向上し、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ようになる。そのため、本実施形態の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後述の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。
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悪化を引き起こすことがある。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。残存したチキソ剤がパッシベーション層の特性悪化を引き起こすことがある。
一方、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物においては、水が式（Ｉ）化合物に作用することで、水又は式（Ｉ）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。
【００２９】
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、日本セミラボ社製ＷＴ−２０００ＰＶＮ等の装置を用いて、反射マイクロ波光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。
【００３０】
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。
【００３１】
１／τ＝１／τｂ＋１／τｓ  （Ａ）  
【００３２】
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。
【００３３】
（一般式（Ｉ）で表される化合物及びその加水分解物）
第１のパッシベーション層形成用組成物は、式（Ｉ）化合物の少なくとも１種を含む。また、第２のパッシベーション層形成用組成物は、式（Ｉ）化合物の少なくとも１種の加水分解物を含む。本実施形態のパッシベーション層形成用組成物が式（Ｉ）化合物の少なくとも１種又はその加水分解物を含むことで、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。この理由は以下のように考えることができる。
【００３４】
式（Ｉ）化合物又はその加水分解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）することにより形成される金属酸化物では、金属原子又は酸素原子の欠陥を有し、固定電荷を生じやすくなると考えられる。この固定電荷が半導体基板の界面付近で電荷を発生させ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、優れたパッシベーション効果が奏されると考えられる。
【００３５】
ここで、半導体基板上で固定電荷を発生させるパッシベーション層の状態については、半導体基板の断面を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｌｏｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）の分析で結合様式を調べることにより評価できる。また、Ｘ線回折スペクトル（ＸＲＤ、Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）を測定することにより、パッシベーション層の界面付近の結晶相を確認することができる。更に、パッシベーション層がもつ固定電荷は、ＣＶ法（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  Ｖｏｌｔａｇｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）で評価することが可能である。
【００３６】
一般式（Ｉ）において、Ｍは、Ａｌ、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、ＭとしてはＡｌ、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チキソ性の観点からＮｂであることがより好ましい。
【００３７】
一般式（Ｉ）において、Ｒ１はそれぞれ独立に、アルキル基又はアリール基を表し、炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数６〜１４のアリール基が好ましく、炭素数１〜８のアルキル基がより好ましく、炭素数１〜４のアルキル基が更に好ましい。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、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓｅｃ−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。
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、前記置換基としては、メチル基、エチル基、ｉ−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。
中でもＲ１は、水との反応性及び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。
【００３８】
一般式（Ｉ）において、ｍは１〜５の整数を表す。ここで、水との反応性の観点から、ＭがＡｌである場合にはｍが３であることが好ましく、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。
【００３９】
式（Ｉ）化合物としては、Ｍが、Ａｌ、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、Ｒ１が炭素数１〜４の無置換のアルキル基であり、ｍが１〜５の整数であることが好ましく、ＭがＮｂであり、Ｒ１が炭素数１〜４の無置換のアルキル基であり、ｍが５であることがより好ましい。
【００４０】
式（Ｉ）化合物の状態は、２５℃において固体であっても液体であってもよい。本実施形態のパッシベーション層形成用組成物の保存安定性、水との混合性及び後述する一般式（ＩＩ）で表わされる化合物を併用する場合における混合性の観点から、式（Ｉ）化合物は、２５℃において液体であることが好ましい。
【００４１】
式（Ｉ）化合物は、具体的には、アルミニウムメトキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムｉ−プロポキシド、アルミニウムｎ−プロポキシド、アルミニウムｎ−ブトキシド、アルミニウムｔ−ブトキシド、アルミニウムｉ−ブトキシド、ニオブメトキシド、ニオブエトキシド、ニオブｉ−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ｉ−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ｉ−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ｉ−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ｉ−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ｉ−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ｉ−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ｉ−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ｉ−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、ハフニウムｉ−ブトキシド等を挙げることができ、中でもアルミニウムエトキシド、アルミニウムｉ−プロポキシド、アルミニウムｎ−ブトキシド、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ｉ−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。
【００４２】
また式（Ｉ）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を挙げることができる。
【００４３】
式（Ｉ）化合物の調製には、特定の金属（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、更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、既知の製法を用いることができる。
【００４４】
式（Ｉ）化合物の一部は、後述する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本実施形態の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。
【００４５】
一般式（Ｉ）で表される化合物における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。
【００４６】
第１のパッシベーション層形成用組成物に含まれる式（Ｉ）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。式（Ｉ）化合物の含有率は、水との反応性及びパッシベーション効果の観点から、第１のパッシベーション層形成用組成物中に０．１質量％〜８０質量％とすることができ、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％であることが更に好ましい。
【００４７】
第２のパッシベーション層形成用組成物に含まれる式（Ｉ）化合物の加水分解物の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。式（Ｉ）化合物の加水分解物の含有率は、パッシベーション効果の観点から、第２のパッシベーション層形成用組成物中に０．１質量％〜８０質量％とすることができ、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％であることが更に好ましい。
なお、本実施形態において式（Ｉ）化合物の加水分解物とは、式（Ｉ）化合物に水を添加することで得られる式（Ｉ）化合物の加水分解の分解産物をいい、式（Ｉ）化合物の加水分解物中には、水と反応していない式（Ｉ）化合物が残存していてもよいし、式（Ｉ）化合物と反応していない水が残存していてもよい。
【００４８】
（水）
第１のパッシベーション層形成用組成物は、水を含む。第１のパッシベーション層形成用組成物が水を含むことで、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となる。この理由は以下のように考えることができる。
【００４９】
水は第１のパッシベーション層形成用組成物中で式（Ｉ）化合物と少なくとも一部が反応する。水が式（Ｉ）化合物と反応することにより形成される金属化合物である式（Ｉ）化合物の加水分解物は、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が、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。
【００５０】
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。
【００５１】
水の状態は、固体であっても液体であってもよい。式（Ｉ）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。
【００５２】
第１の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、第１の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、第１のパッシベーション層形成用組成物中に０．０１質量％以上とすることができ、０．０３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％以上であることが更に好ましい。
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、第１のパッシベーション層形成用組成物中に０．０１質量％〜８０質量％とすることができ、０．０３質量％〜７０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜６０質量％であることがより好ましく、０．１質量％〜５０質量％であることが更に好ましい。
【００５３】
また、第２のパッシベーション層形成用組成物は、水を含んでいてもよい。第２の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、第２の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、第２のパッシベーション層形成用組成物中に０．０１質量％以上とすることができ、０．０３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％以上であることが更に好ましい。
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、第２のパッシベーション層形成用組成物中に０．０１質量％〜８０質量％とすることができ、０．０３質量％〜７０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜６０質量％であることがより好ましく、０．１質量％〜５０質量％であることが更に好ましい。
【００５４】
パッシベーション層形成用組成物中で式（Ｉ）化合物に作用した水の量は、式（Ｉ）化合物から遊離したアルコールの量から算出できる。式（Ｉ）化合物に水が作用する際、式（Ｉ）化合物からアルコール、すなわちＲ１ＯＨが遊離する。この遊離したアルコールの量は水が作用した式（Ｉ）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の量を測定することで、式（Ｉ）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。
【００５５】
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、すなわち遊離したＲ１ＯＨの含有率は、０．５質量％〜７０質量％が好ましく、１質量％〜６０質量％がより好ましく、１質量％〜５０質量％が更に好ましい。
【００５６】
（一般式（ＩＩ）で表される化合物）
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物は、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」という）の少なくとも１種を含有してもよい。
【００５７】
【化２】
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【００５８】
一般式（ＩＩ）中、Ｒ２はそれぞれ独立してアルキル基を表す。ｎは１〜３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アルキル基を表す。
【００５９】
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物が上記有機アルミニウム化合物を含むことで、パッシベーション効果を更に向上させることができる。これは、以下のようにして考えることができる。
【００６０】
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を包含し、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。また、Ｎｉｐｐｏｎ  Ｓｅｒａｍｉｋｋｕｓｕ  Ｋｙｏｋａｉ  Ｇａｋｕｊｕｔｓｕ  Ｒｏｎｂｕｎｓｈｉ，  ｖｏｌ．９７，  ｐｐ３６９−３９９（１９８９）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（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いため、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く、４配位酸化アルミニウムに起因する大きな負の固定電荷をもつことができると考えられる。このとき、固定電荷を持つ式（Ｉ）化合物又はその加水分解物由来の酸化物と複合化することで、結果として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ものと考えられる。
【００６１】
上記に加え、本実施形態のように式（Ｉ）化合物又はその加水分解物と有機アルミニウム化合物とを組み合わせることで、パッシベーション層内でそれぞれの効果により、パッシベーション効果がより高くなると考えられる。更に、式（Ｉ）化合物又はその加水分解物と有機アルミニウム化合物が混合された状態で熱処理（焼成）されることで、式（Ｉ）化合物に含まれる金属（Ｍ）とアルミニウム（Ａｌ）との複合金属アルコキシドとしての反応性、及び蒸気圧等の物理特性が改善され、熱処理物（焼成物）としてのパッシベーション層の緻密性が向上し、結果としてパッシベーション効果がより高くなると考えられる。
【００６２】
一般式（ＩＩ）において、Ｒ２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。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、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓｅｃ−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。
【００６３】
一般式（ＩＩ）において、ｎは１〜３の整数を表わす。ｎは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。
また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。
一般式（ＩＩ）におけるＲ３、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す。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としては、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。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓｅｃ−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。
【００６４】
中でも保存安定性とパッシベーション効果の観点から、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Ｒ５は、保存安定性及び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。
【００６５】
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。
【００６６】
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１〜３の整数であり、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であることが好ましい。有機アルミニウム化合物は、ｎが１〜３の整数であり、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であることがより好ましい。
【００６７】
また一般式（ＩＩ）で表され、ｎが１〜３の整数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ｉ−プロピレート、トリス（エチルアセトアセテート）アルミニウム等を挙げることができる。
【００６８】
また一般式（ＩＩ）で表され、ｎが１〜３の整数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。
【００６９】
また一般式（ＩＩ）で表され、ｎが１〜３の整数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、後述の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。また市販されているアルミニウムキレート化合物を用いてもよい。
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、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、有機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。
【００７０】
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。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ｉ−プロピル、アセト酢酸ｉ−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ｉ−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ｉ−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、ｉ−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、ｉ−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。
【００７１】
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、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。
【００７２】
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含有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ｉ−プロピレート及びトリｉ−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ｉ−プロピレートを用いることがより好ましい。
【００７３】
有機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。
【００７４】
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（２５℃）での安定性、及び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。
【００７５】
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物において、有機アルミニウム化合物を含む場合、有機アルミニウム化合物の含有率は特に制限されない。中でも、式（Ｉ）化合物又はその加水分解物と有機アルミニウム化合物との総含有率を１００質量％としたときの有機アルミニウム化合物の含有率が、０．５質量％〜８０質量％であることが好ましく、１質量％〜７５質量％であることがより好ましく、２質量％〜７０質量％であることが更に好ましく、３質量％〜７０質量％であることが特に好ましい。
有機アルミニウム化合物の含有率を０．５質量％以上とすることで、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にある。また有機アルミニウム化合物を８０質量％以下とすることで、パッシベーション効果が向上する傾向にある。
【００７６】
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物において、有機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中の有機アルミニウム化合物の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。有機アルミニウム化合物の含有率は、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質量％〜６０質量％とすることができ、０．５質量％〜５５質量％であることが好ましく、１質量％〜５０質量％であることがより好ましく、１質量％〜４５質量％であることが更に好ましい。
【００７７】
（液状媒体）
本実施形態の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）を含んでいてもよい。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共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。前記液状媒体としては特に制限されず、必要に応じて適宜選択することができる。中でも式（Ｉ）化合物及び必要に応じて添加される有機アルミニウム化合物を溶解して均一な溶液を与えることができる液状媒体が好ましく、有機溶剤の少なくとも１種を含むことがより好ましい。液状媒体とは、室温（２５℃）において液体の状態の媒体をいう。
【００７８】
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ｉ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、メチルｉ−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ｉ−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ｉ−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ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−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ｉ−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ｉ−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、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｉ−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、フェノール、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、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��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される。
【００７９】
中でも前記液状媒体は、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、テルペン溶剤からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことがより好ましい。
【００８０】
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、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、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用組成物の総質量中に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。
【００８１】
（樹脂）
本実施形態の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種を更に含有してもよい。樹脂を含むことで、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。
【００８２】
樹脂の種類は特に制限されない。樹脂は、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種単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。
なお、本実施形態において（メタ）アクリルとは、アクリル又はメタクリルを表し、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを表す。
【００８３】
これらの樹脂のなかでも、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。前記樹脂の重量平均分子量は、保存安定性及び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、１，０００〜５，０００，０００であることがより好ましい。尚、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。
【００８４】
本実施形態の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中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％であることが更に好ましく、０．５質量％〜１５質量％であることが特に好ましい。
なお、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物はチキソ性に優れるため、樹脂によりチキソ性を発現させる必要性は高くない。そのため、本実施形態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％以下が好ましく、０．２質量％以下がより好ましく、０．１質量％以下が更に好ましく、実質的に樹脂を含有しないことが特に好ましい。
【００８５】
（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、上述した成分に加え、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更に含むことができる。
本実施形態の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、酸性化合物又は塩基性化合物の含有率が、パッシベーション層形成用組成物中にそれぞれ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。
【００８６】
また、その他の成分としては、例えば、可塑剤、分散剤、界面活性剤、チキソ剤、他の金属アルコキシド化合物及び高沸点材料を挙げることができる。中でも、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。
【００８７】
前記チキソ剤としては、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。前記ポリアルキレングリコール化合物としては、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物等が挙げられる。
【００８８】
Ｒ６−（Ｏ−Ｒ８）ｎ−Ｏ−Ｒ７    ・・・（ＩＩＩ）
【００８９】
一般式（ＩＩＩ）中、Ｒ６及びＲ７はそれぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示し、Ｒ８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−Ｒ８）におけるＲ８は同一であっても異なっていてもよい。
【００９０】
前記脂肪酸アミドとしては、例えば、下記一般式（１）、（２）、（３）及び（４）で表される化合物が挙げられる。
【００９１】
Ｒ９ＣＯＮＨ２・・・・（１）
Ｒ９ＣＯＮＨ−Ｒ１０−ＮＨＣＯＲ９・・・・（２）
Ｒ９ＮＨＣＯ−Ｒ１０−ＣＯＮＨＲ９・・・・（３）
Ｒ９ＣＯＮＨ−Ｒ１０−Ｎ（Ｒ１１）２・・・・（４）
【００９２】
一般式（１）、（２）、（３）及び（４）中、Ｒ９及びＲ１１は各々独立に炭素数１〜３０のアルキル基又はアルケニル基を示し、Ｒ１０は炭素数１〜１０のアルキレン基を示す。Ｒ９及びＲ１１は同一であっても異なっていてもよい。
【００９３】
前記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が挙げられる。
【００９４】
前記無機フィラーとしては、二酸化ケイ素、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。
【００９５】
有機フィラー又は無機フィラーの体積平均粒子径は、０．０１μｍ〜５０μｍであることが好ましい。
本実施形態において、フィラーの体積平均粒子径は、レーザー回折散乱法で測定することができる。
【００９６】
他の金属アルコキシド化合物としては、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、シリコンアルコキシド等が挙げられる。
【００９７】
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物はチキソ性、形状安定性等を付与するためのチキソ剤等が不要であるか又はその使用量を低減することができるため、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物は、１５０℃で３時間乾燥処理を実施した場合に、チキソ剤等を含む従来のパッシベーション層形成用組成物に比較して、加熱処理前の質量と比較した加熱処理後の質量の割合が低い。これは、１５０℃で３時間の加熱処理により従来のチキソ剤等に比較して水はパッシベーション層形成用組成物から飛散しやすいためである。
具体的には、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物は、１５０℃で３時間加熱させた場合の質量Ｍ１を加熱させていない場合の質量Ｍ２で除して算出される比（Ｍ１／Ｍ２）が０．０００１〜０．７であり、当該固形分の範囲において２５℃における、せん断速度が０．１ｓ−１でのせん断粘度η１をせん断速度が１０．０ｓ−１でのせん断粘度η２で除して算出されるチキソ比（η１／η２）は、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。尚、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。
本実施形態において、比（Ｍ１／Ｍ２）は、０．０００５〜０．６が好ましく、０．００１〜０．５がより好ましい。
【００９８】
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物は、２５℃における、せん断速度が０．１ｓ−１でのせん断粘度η１をせん断速度が１０．０ｓ−１でのせん断粘度η２で除して算出されるチキソ比（η１／η２）は、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。
また、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物は、１５０℃で３時間加熱させた場合の質量Ｍ１を加熱させていない場合の質量Ｍ２で除して算出される比（Ｍ１／Ｍ２）が０．０００１〜０．７であることが好ましく、０．０００５〜０．６がより好ましく、０．００１〜０．５が更に好ましい。
【００９９】
（高沸点材料）
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物には、樹脂と共に又は樹脂に替わる材料として、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。また高沸点材料は特に、印刷塗布後に印刷形状が維持できる高粘度の高沸点材料であることが好ましい。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。
【０１００】
イソボルニルシクロヘキサノールは、「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、半導体基板上に塗布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。
【０１０１】
本実施形態の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中に３質量％〜９５質量％であることが好ましく、５質量％〜９０質量％であることがより好ましく、７質量％〜８０質量％であることが更に好ましい。
【０１０２】
また、本実施形態のパッシベーション層形成用組成物は、Ａｌ、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種の酸化物（以下「特定酸化物」と称する）を含有してもよい。特定酸化物は、式（Ｉ）化合物を熱処理（焼成）して生成する酸化物であることから、特定酸化物を含有する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、優れたパッシベーション効果が奏されることが期待される。
【０１０３】
本実施形態の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〜１０００００Ｐａ・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０．１Ｐａ・ｓ〜１００００Ｐａ・ｓであることが好ましい。尚、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で測定される。
【０１０４】
本実施形態の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、式（Ｉ）化合物と、水と、必要に応じて含まれる有機アルミニウム化合物、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。
尚、本実施形態の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ＴＧ／ＤＴＡ等の熱分析、ＮＭＲ、ＩＲ等のスペクトル分析、ＨＰＬＣ、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。
【０１０５】
＜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。本実施形態の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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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５０μｍ〜１０００μｍとすることができ、７５μｍ〜７５０μｍであることが好ましい。
【０１０８】
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、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。
尚、形成されたパッシベーション層の平均厚みは、干渉式膜厚計（例えば、フィルメトリクス社、Ｆ２０膜厚測定システム）を用いて常法により、３点の厚みを測定し、その算術平均値として算出される。
【０１０９】
本実施形態の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変換効率に優れた太陽電池素子を得ることができる。
【０１１０】
＜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更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、パターン形成性に優れ、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。
【０１１１】
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、前記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更に有することが好ましい。すなわち、半導体基板上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。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−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て洗浄することができる。洗浄時間は、１０秒〜１０分間であることが好ましく、３０秒〜５分間であることがより好ましい。
【０１１２】
半導体基板上に、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、半導体基板上に本実施形態の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、インクジェット法、ディスペンサー法、スピンコート法、刷毛塗り法、スプレー法、ドクターブレード法、ロールコート法等を挙げることができる。これらの中でもパターン形成性及び生産性の観点から、スクリーン印刷法及びインクジェット法等が好ましい。
【０１１３】
本実施形態のパッシベーション層形成用組成物の付与量は、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、所望の厚みとなるように適宜調整することができる。
【０１１４】
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、組成物層に含まれる式（Ｉ）化合物及び必要に応じて含まれる有機アルミニウム化合物を、その熱処理物（焼成物）である金属酸化物又は複合酸化物に変換可能であれば特に制限されない。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を得るために、具体的には、熱処理（焼成）温度は３００℃〜９００℃が好ましく、４５０℃〜８００℃がより好ましい。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時間〜１０時間とすることができ、０．２時間〜５時間であることが好ましい。
【０１１５】
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、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、パッシベーション層形成用組成物からなる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、より厚さの揃っ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。
【０１１６】
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水の少なくとも一部及び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分間〜６０分間の加熱処理とすることができ、４０℃〜２２０℃で３分間〜４０分間の加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。
【０１１７】
パッシベーション層形成用組成物が樹脂を含む場合、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、パッシベーション層形成用組成物を付与した後、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、パッシベーション層形成用組成物からなる組成物層を脱脂処理する工程を更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。
【０１１８】
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２５０℃〜４５０℃で３分間〜１２０分間の熱処理とすることができ、２５０℃〜４５０℃で１０分間〜１２０分間の熱処理とすることが好ましく、３００℃〜４００℃で３分間〜６０分間の熱処理であることも好ましい。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。
【０１１９】
＜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であるパッシベーション層と、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。本実施形態の太陽電池素子は、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。
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、変換効率に優れる。
【０１２０】
本実施形態の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、本実施形態のパッシベーション層付半導体基板の項で説明したものを使用することができ、好適に使用できるものも同様である。本実施形態のパッシベーション層が設けられる半導体基板の面は、太陽電池素子における裏面であることが好ましい。
【０１２１】
また前記半導体基板上に形成された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さは、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。
本実施形態の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の略正方形であることが好ましい。
【０１２２】
＜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ｐｎ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。本実施形態の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】
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、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）することで電極を製造することができる。
【０１２５】
本実施形態の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。中でも変換効率の観点から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。
【０１２６】
次に図面を参照しながら本実施形態について説明する。
なお、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して同じ符号を付与し、重複する説明は省略する場合がある。
図１は、本実施形態に係る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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
その後、図１（２）に示すように、ｐ型半導体基板１の表面を、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。尚、アルカリエッチングには、ＮａＯＨとＩＰＡ（ｉ−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。
【０１２９】
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さ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。
【０１３０】
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（表面）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。
【０１３１】
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。更に裏面については、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。
【０１３２】
そして、図１（６）に示すように、受光面のｎ＋型拡散層２上に、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等によって、窒化ケイ素等の反射防止膜４を厚さ９０ｎｍ前後で設ける。
【０１３３】
次いで、図１（７）に示すように、裏面の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スクリーン印刷等にて塗布した後、乾燥後に３００℃〜９００℃の温度で熱処理（焼成）を行い、パッシベーション層５を形成する。
【０１３４】
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からも分かるように、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、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であることが更に好ましい。
【０１３５】
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、少数キャリア再結合抑制により好ましいドット状開口部のパターンが形成でき、太陽電池素子の発電効率が向上する。
【０１３６】
ここで、上記ではパッシベーション層を形成したい部位（ドット状開口部以外の部分）にパッシベーション層形成用組成物を塗布し、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、ドット状開口部を含む全面にパッシベーション層形成用組成物を塗布し、熱処理（焼成）後にレーザー、フォトリソグラフィ等により、ドット状開口部のパッシベーション層を選択的に除去することもできる。また、ドット状開口部のようにパッシベーション層形成用組成物を塗布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塗布することもできる。
【０１３７】
次いで、図１（８）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を形成する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塗布する。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本又は４本とすることもできる。
【０１３８】
一方、図１（８）に示すように、裏面には、裏面集電用アルミニウム電極６を形成するガラス粉末を含むアルミニウム電極ペースト及び裏面出力取出し電極７を形成する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塗布する。図９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材料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。
【０１３９】
受光面及び裏面にそれぞれ電極ペーストを塗布した後は、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。
【０１４０】
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、ドット状に半導体基板１が露出した部分（パッシベーション層５が形成されなかった部分）では、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。本実施形態においては、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。
【０１４１】
図２は、本実施形態に係る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、更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。
【０１４２】
図３は、本実施形態に係る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、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。
【０１４３】
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塗布する。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、ドット状開口部が配列し、後の工程で裏面出力取出し電極が形成される部分にもドット状開口部が配列されている。
【０１４４】
その後、図３（２６）に示すように、裏面においてドット状に半導体基板１が露出した部分（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、基板の受光面、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ドット状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。
【０１４５】
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、前記アルミニウムペーストをドット状開口部に塗布し、これを４５０℃〜９００℃の温度で熱処理（焼成）し、ドット状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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
その後、図３（２８）に示すように、受光面には受光面集電用電極８及び受光面出力取出し電極９を形成する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塗布し、裏面には裏面出力取出し電極７を形成する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塗布する。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９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。
【０１４８】
受光面及び裏面にそれぞれ電極ペーストを塗布した後は、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。
【０１４９】
＜太陽電池＞
本実施形態の太陽電池は、本実施形態の太陽電池素子の少なくとも１つを含み、前記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。つまり、本実施形態の太陽電池は、前記太陽電池素子と、前記太陽電池素子の前記電極上に配置される配線材料と、を有する。
本実施形態の太陽電池は更に必要に応じて、配線材料を介して複数の太陽電池素子が連結され、更に封止材で封止されて構成される。前記配線材料及び封止材としては特に制限されず、当該技術分野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。
【実施例】
【０１５０】
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。【０１５１】
＜実施例１＞
（パッシベーション層形成用組成物１の調製）
ペンタエトキシニオブ（北興化学工業株式会社、構造式：Ｎｂ（ＯＣ２Ｈ５）５、分子量：３１８．２）を６．０７４ｇ、テルピネオール（日本テルペン化学株式会社、ＴＰＯと略記することがある）を５．９３０ｇ、及び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、テルソルブと略記することがある）を１６．８００ｇ混合して５分間混練した後、純水を１．４１２ｇ加えて更に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。【０１５２】
（チキソ性の評価）
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物１のせん断粘度を、回転式せん断粘度計（ＡｎｔｏｎＰａａｒ社、ＭＣＲ３０１）に、コーンプレート（直径５０ｍｍ、コーン角１°）を装着し、温度２５℃で、せん断速度０．１ｓ−１及び１０．０ｓ−１の条件でそれぞれ測定した。
せん断速度が０．１ｓ−１の条件でのせん断粘度（η１）は４７４００Ｐａ・ｓ、せん断速度が１０．０ｓ−１の条件でのせん断粘度（η２）は４２５０Ｐａ・ｓとなった。せん断速度が０．１ｓ−１と１０．０ｓ−１の場合でのチキソ比（η１／η２）は１１．２となった。【０１５３】
（パターン形成性の評価）
パッシベーション層形成用組成物のパターン形成性の評価を行う際は、半導体基板として、表面がミラー形状の単結晶ｐ型シリコン基板（５０ｍｍ角、厚さ７７０μｍ、以下、単にシリコン基板と呼ぶ）を使用した。【０１５４】
パターン形成性の評価では、調製したパッシベーション層形成用組成物１を、シリコン基板に、スクリーン印刷法を用いて、図８に示すパターンでドット状開口部以外の全面に印刷した。ここで、評価に用いたドット状開口部のパターンは、ドット径（Ｌａ）が７１４μｍでドット間隔（Ｌｂ）が２．０ｍｍ、ドット径（Ｌａ）が５３５μｍでドット間隔（Ｌｂ）が１．５ｍｍ、ドット径（Ｌａ）が３５７μｍでドット間隔（Ｌｂ）が１．０ｍｍ、ドット径（Ｌａ）が１７８μｍでドット間隔（Ｌｂ）が０．５ｍｍの４種類用意した。
その後、パッシベーション層形成用組成物１を付与したシリコン基板を１５０℃で５分間加熱し、液状媒体を蒸散させることで乾燥処理した。次いで、シリコン基板を７００℃の温度で１０分間熱処理（焼成）した後、室温（２５℃）で放冷した。熱処理（焼成）は、拡散炉（ＡＣＣＵＲＯＮ  ＣＱ−１２００、株式会社日立国際電気）を用いて、大気中雰囲気下、最高温度７００℃、保持時間１０分間の条件で行った。【０１５５】
パターン形成性の評価では、熱処理（焼成）後の基板に形成されるパッシベーション層内のドット状開口部のドット径（Ｌａ）を測定した、尚、ドット径（Ｌａ）を１０点測定し、その平均値を算出した。
ここで、印刷直後のドット径（Ｌａ）に対し、熱処理（焼成）後のドット径（Ｌａ）の変化率が１５％未満のものをＡ、１５％以上３０％未満のものをＢ、３０％以上のものをＣとして評価した。評価がＡ又はＢであれば、パッシベーション層形成用組成物のパターン形成性は良好である。【０１５６】
（実効ライフタイムの測定）
調製したパッシベーション層形成用組成物１を、シリコン基板に、スクリーン印刷法を用いて全面に印刷した。その後、パッシベーション層形成用組成物１を付与したシリコン基板を１５０℃で５分間加熱し、液状媒体を蒸散させることで乾燥処理した。その後、シリコン基板のもう一面にも印刷及び乾燥処理した。次いで、シリコン基板を７００℃の温度で１０分間熱処理（焼成）した後、室温（２５℃）で放冷した。熱処理（焼成）は、拡散炉（ＡＣＣＵＲＯＮ  ＣＱ−１２００、株式会社日立国際電気）を用いて、大気雰囲気下、最高温度７００℃、保持時間１０分間の条件で行った。【０１５７】
上記で得られた評価用基板の実効ライフタイムを、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導電減衰法により測定した。得られた評価用基板において、パッシベーション層形成用組成物を付与した領域の実効ライフタイムは、３２５μｓであった。【０１５８】
（太陽電池素子の作製）
まず、単結晶ｐ型半導体基板（１２５ｍｍ角、厚さ２００μｍ）を用意し、アルカリエッチングにより、受光面及び裏面にテクスチャー構造を形成した。次いでオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）、窒素及び酸素の混合ガス雰囲気において、９００℃の温度で２０分間処理し、受光面、裏面及び側面にｎ＋型拡散層を形成した。その後、サイドエッチングを行い、側面のＰＳＧ層及びｎ＋型拡散層を除去し、そしてフッ酸を含むエッチング溶液を用いて受光面及び裏面のＰＳＧ層を除去した。更に裏面については別途エッチング処理を行い、裏面のｎ＋型拡散層を除去した。その後、受光面のｎ＋型拡散層上に窒化ケイ素からなる反射防止膜をＰＥＣＶＤにより約９０ｎｍの厚さで形成した。【０１５９】
次いで、上記で調製したパッシベーション層形成用組成物１を、裏面に図５、図７及び図８のパターンで付与した後、１５０℃の温度で５分間乾燥し、拡散炉（ＡＣＣＵＲＯＮ  ＣＱ−１２００、株式会社日立国際電気）を用いて、大気中雰囲気下、最高温度７００℃、保持時間１０分間の条件で熱処理（焼成）を行い、パッシベーション層１を形成した。尚、図５、図７及び図８では、裏面のパッシベーション層１は後の工程で裏面出力取出し電極が形成される部分を除き、ドット状にｐ型半導体基板が露出したパターンで形成した。このドット状開口部のパターンは、パターン形成性の評価で用いたもののうち、最も小さかったものと同じ形状で、ドット径（Ｌａ）は１７８μｍ、ドット間隔（Ｌｂ）は０．５ｍｍとした。【０１６０】
次いで、受光面には市販の銀電極ペースト（ＰＶ−１６Ａ、デュポン株式会社）をスクリーン印刷法にて図４に示すパターンで印刷した。電極パターンは、１２０μｍ幅の受光面集電用電極と、１．５ｍｍ幅の受光面出力取出し電極で構成され、熱処理（焼成）後の厚さが２０μｍとなるように、印刷条件（スクリーン版のメッシュ、印刷速度及び印圧）を適宜調整した。これを１５０℃の温度で５分間加熱し、液状媒体を蒸散させることで乾燥処理を行った。【０１６１】
一方、裏面には、市販のアルミニウム電極ペースト（ＰＶＧ−ＡＤ−０２、ＰＶＧ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社）及び市販の銀電極ペースト（ＰＶ−５０５、デュポン株式会社）をスクリーン印刷法にて図９のパターンで印刷した。銀電極ペーストからなる裏面出力取出し電極のパターンは、１２３ｍｍ×４ｍｍで構成した。【０１６２】
尚、熱処理（焼成）後の裏面出力取出し電極及び裏面集電用電極の厚さが２０μｍとなるように、銀電極ペースト及びアルミニウム電極ペーストの印刷条件（スクリーン版のメッシュ、印刷速度及び印圧）を適宜調整した。
各電極ペーストを印刷した後、１５０℃の温度で５分間加熱し、液状媒体を蒸散させることで乾燥処理を行った。【０１６３】
続いて、トンネル炉（１列搬送Ｗ／Ｂトンネル炉、株式会社ノリタケカンパニーリミテド）を用いて大気中雰囲気下、最高温度８００℃、保持時間１０秒の条件で熱処理（焼成）を行って、所望の電極が形成された太陽電池素子１を作製した。【０１６４】
上記で得られた太陽電池素子１の受光面出力取出し電極及び裏面出力取出し電極の上に、配線部材（太陽電池用はんだめっき平角線、製品名：ＳＳＡ−ＴＰＳ  ０．２×１．５（２０）、厚さ０．２ｍｍ×幅１．５ｍｍの銅線にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系鉛フリーはんだを片面あたり最大２０μｍの厚さでめっきした仕様、日立金属株式会社）を配置し、タブ線接続装置（ＮＴＳ−１５０−Ｍ、Ｔａｂｂｉｎｇ  ＆  Ｓｔｒｉｎｇｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ、株式会社エヌピーシー）を用い、最高温度２５０℃、保持時間１０秒の条件ではんだを溶融させることで、上記配線部材と受光面出力取出し電極及び裏面出力取出し電極とを接続した。【０１６５】
（太陽電池の作製）
その後、ガラス板（白板強化ガラス３ＫＷＥ３３、旭硝子株式会社）、封止材（エチレンビニルアセテート；ＥＶＡ）、バックシートを用いて、図１０に示すように、ガラス板１６／封止材１４／配線材料１３を接続した太陽電池素子１２／封止材１４／バックシート１５の順で積層し、この積層体を真空ラミネータ（ＬＭ−５０×５０、株式会社エヌピーシー）を用いて、配線部材の一部が露出するように、１４０℃の温度で５分間真空ラミネートし、太陽電池１を作製した。【０１６６】
作製した太陽電池の発電性能の評価は、擬似太陽光（ＷＸＳ−１５５Ｓ−１０、株式会社ワコム電創）と、電圧−電流（Ｉ−Ｖ）評価測定器（Ｉ−Ｖ  ＣＵＲＶＥ  ＴＲＡＣＥＲ  ＭＰ−１８０、英弘精機株式会社）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）、Ｖｏｃ（開放電圧）、Ｆ．Ｆ．（曲線因子）、η（変換効率）は、それぞれＪＩＳ−Ｃ−８９１３（２００５年度）及びＪＩＳ−Ｃ−８９１４（２００５年度）に準拠して測定を行い得られたものである。得られた測定値を、後に示す参考例１で作製した太陽電池（太陽電池Ｒ１）の測定値を１００．０とした相対値に換算した。【０１６７】
＜実施例２＞
実施例１において、パッシベーション層形成用組成物にアルミニウムエチルアセトアセテートジ−ｉ−プロピレート（川研ファインケミカル株式会社、商品名：ＡＬＣＨ）を加えた。具体的には、各成分の含有量を、ペンタエトキシニオブ（北興化学工業株式会社、構造式：Ｎｂ（ＯＣ２Ｈ５）５、分子量：３１８．２）を２．９９７ｇ、テルピネオールを５．９１０ｇ、イソボルニルシクロヘキサノールを１６．７００ｇ、アルミニウムエチルアセトアセテートジ−ｉ−プロピレートを３．０１０ｇ、純水を１．４０４ｇと変更したこと以外は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物２を調製した。
その後は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物２のチキソ性の評価、パターン形成性の評価、及び実効ライフタイムの評価を行った。更に実施例１と同様にして、太陽電池素子２及び太陽電池２を作製し、発電性能を評価した。【０１６８】
＜実施例３＞
実施例１において、パッシベーション層形成用組成物にアルミニウムｓｅｃ―ブトキシド（川研ファインケミカル株式会社、商品名：ＡＳＢＤ）を加えた。具体的には、各成分の含有量を、ペンタエトキシニオブ（北興化学工業株式会社、構造式：Ｎｂ（ＯＣ２Ｈ５）５、分子量：３１８．２）を３．１８１ｇ、テルピネオールを６．００４ｇ、イソボルニルシクロヘキサノールを１６．８２２ｇ、アルミニウムｓｅｃ―ブトキシドを３．２１４ｇ、純水を１．４４７ｇと変更したこと以外は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物３を調製した。
その後は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物３のチキソ性の評価、パターン形成性の評価、及び実効ライフタイムの評価を行った。更に実施例１と同様にして、太陽電池素子３及び太陽電池３を作製し、発電性能を評価した。【０１６９】
＜実施例４＞
実施例１において、配合量を変更した。具体的には、各成分の含有量を、ペンタエトキシニオブ（北興化学工業株式会社、構造式：Ｎｂ（ＯＣ２Ｈ５）５、分子量：３１８．２）を５．９８６ｇ、テルピネオールを５．８８９ｇ、イソボルニルシクロヘキサノールを１６．６３８ｇ、純水を０．９９９ｇと変更したこと以外は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物４を調製した。
その後は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物４のチキソ性の評価、パターン形成性の評価、及び実効ライフタイムの評価を行った。更に実施例１と同様にして、太陽電池素子４及び太陽電池４を作製し、発電性能を評価した。【０１７０】
＜実施例５＞
実施例２において、配合量を変更した。具体的には、各成分の含有量を、ペンタエトキシニオブ（北興化学工業株式会社、構造式：Ｎｂ（ＯＣ２Ｈ５）５、分子量：３１８．２）を３．０５７ｇ、テルピネオールを６．２７２ｇ、イソボルニルシクロヘキサノールを１７．７４０ｇ、アルミニウムエチルアセトアセテートジ−ｉ−プロピレートを３．１２１ｇ、純水を１．０７２ｇと変更したこと以外は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物５を調製した。
その後は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物５のチキソ性の評価、パターン形成性の評価、及び実効ライフタイムの評価を行った。更に実施例１と同様にして、太陽電池素子５及び太陽電池５を作製し、発電性能を評価した。【０１７１】
＜実施例６＞
実施例３において、配合量を変更した。具体的には、各成分の含有量を、ペンタエトキシニオブ（北興化学工業株式会社、構造式：Ｎｂ（ＯＣ２Ｈ５）５、分子量：３１８．２）を２．８１６ｇ、テルピネオールを５．７６３ｇ、イソボルニルシクロヘキサノールを１６．２３９ｇ、アルミニウムｓｅｃ―ブトキシドを２．７９５ｇ、純水を０．９５６ｇと変更したこと以外は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物６を調製した。
その後は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物６のチキソ性の評価、パターン形成性の評価、及び実効ライフタイムの評価を行った。更に実施例１と同様にして、太陽電池素子６及び太陽電池６を作製し、発電性能を評価した。【０１７２】
＜参考例１＞
実施例２におけるパッシベーション層形成用組成物の調製において、純水を用いなかった。具体的には、各成分の含有量を、ペンタエトキシニオブ（北興化学工業株式会社、構造式：Ｎｂ（ＯＣ２Ｈ５）５、分子量：３１８．２）を２．９２８ｇ、テルピネオールを６．４８９ｇ、イソボルニルシクロヘキサノールを１７．５３５ｇ、アルミニウムエチルアセトアセテートジ−ｉ−プロピレートを２．９５０ｇと変更したこと以外は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物Ｒ１を調製した。
その後は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物Ｒ１のチキソ性の評価、パターン形成性の評価、及び実効ライフタイムの評価を行った。更に実施例１と同様にして、太陽電池素子Ｒ１及び太陽電池Ｒ１を作製し、発電性能を評価した。【０１７３】
＜参考例２＞
実施例２におけるパッシベーション層形成用組成物の調製において、式（Ｉ）で表される化合物を用いなかった。具体的には、各成分の含有量を、テルピネオールを６．４１９ｇ、イソボルニルシクロヘキサノールを１７．２１７ｇ、アルミニウムエチルアセトアセテートジ−ｉ−プロピレートを３．２６８ｇ、純水を１．４９５ｇと変更したこと以外は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物Ｒ２を調製した。
その後は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物Ｒ２のチキソ性の評価、パターン形成性の評価、及び実効ライフタイムの評価を行った。更に実施例１と同様にして、太陽電池素子Ｒ２及び太陽電池Ｒ２を作製し、発電性能を評価した。【０１７４】
＜比較例１＞
実施例１におけるパッシベーション層形成用組成物の調製において、式（Ｉ）で表される化合物を用いなかった。具体的には、各成分の含有量を、テルピネオールを６．０１５ｇ、イソボルニルシクロヘキサノールを１６．８１５ｇ、純水を１．４２３ｇと変更したこと以外は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物Ｃ１を調製した。
その後は、実施例１と同様にして、パッシベーション層形成用組成物Ｃ１のチキソ性の評価、パターン形成性の評価、及び実効ライフタイムの評価を行った。更に実施例１と同様にして、太陽電池素子Ｃ１及び太陽電池Ｃ１を作製し、発電性能を評価した。【０１７５】
各パッシベーション層形成用組成物の組成を表１に示す。【０１７６】
【表１】
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【０１７７】
【表２】
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【０１７８】
実施例１〜６、参考例１〜２、及び比較例１で実施したパッシベーション層形成用組成物のチキソ比、パターン形成性、実効ライフタイム、並びに太陽電池の発電性能の評価結果を表２に示す。
実施例１〜６で作製したパッシベーション層形成用組成物は、チキソ比及びパターン形成性が良好であることが分かった。【０１７９】
また、実施例１〜６で評価した実効ライフタイムは比較例１で測定したものを大きく上回り、式（Ｉ）化合物に由来する優れたパッシベーション層が形成されていることが分かった。【０１８０】
作製した太陽電池の発電性能は、パッシベーション層形成用組成物に式（Ｉ）化合物と、水とを含むものを用いた場合に、相対的に高くなる傾向があった。これは、上述した通り、パッシベーション層形成用組成物中に式（Ｉ）化合物と、水とを含むことで、パターン形成性が向上し、太陽電池作製時のパッシベーション層のパターンを規定するドット径（Ｌａ）の大きさが維持され、アルミニウム電極ペーストと半導体基板間の接触面積率が保たれたことによると考えられる。【０１８１】
更に、作製した太陽電池の発電性能は、パッシベーション層形成用組成物に式（Ｉ）化合物と有機アルミニウム化合物の両方を含むものを用いた場合にて、相対的に高くなる傾向があった。これについては、パッシベーション層形成用組成物中に式（Ｉ）化合物と有機アルミニウム化合物の両方を含むことで、熱処理（焼成）により式（Ｉ）化合物由来の金属とアルミニウムの複合酸化物が形成され、より緻密で大きな負の固定電荷を持つパッシベーション層が形成される等して、パッシベーション効果がより向上したものと考えられる。【０１８２】
また、実施例３及び実施例６の結果から、パッシベーション層形成用組成物中に式（Ｉ）化合物が２種含まれていた場合でも、パッシベーション効果は高く、太陽電池の発電性能向上に寄与することが分かった。【０１８３】
参考例１及び２で作製した太陽電池の発電性能は、実施例１〜６に比べ低いことが分かった。これについては、パッシベーション層形成用組成物Ｒ１及びＲ２の粘度及びチキソ比が低く、太陽電池作製時のパッシベーション層のパターンを規定するドット径（Ｌａ）の大きさが維持されず、アルミニウム電極ペーストと半導体基板間の接触面積率が低下したためであると考えられる。【０１８４】
比較例１で作製した太陽電池の発電性能は、参考例１及び２並びに実施例１〜６に比べ低いことが分かった。これについては、パッシベーション層形成用組成物Ｃ１には式（Ｉ）化合物が含まれておらず、これらを熱処理（焼成）して生成された膜からは、充分なパッシベーション効果が得られなかったと考えられる。
尚、２０１４年７月４日に出願された日本国特許出願２０１４−１３８９５１号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。また、本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【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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【国際調査報告】
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