(57)【要約】【課題】アルカリ溶液を用いたテクスチャエッチング工程によってエッチング液中の陽イオン濃度を低下させることで、シリコン基板面内に均一なテクスチャを形成し、表面の汚染も無い基板を用いることで、高い発電効率を有する太陽電池を高い歩留まりで製造することができる。【解決手段】テクスチャエッチング装置（エッチング装置）１００は、ｐ型又はｎ型のドーパントを含むシリコン基板８をエッチング液９中に浸漬してエッチングするエッチング装置であり、エッチング液９を貯留するエッチング槽１と、エッチング液９中に溶出した陽イオンを吸着して収集する第一および第二の陽イオン除去装置４Ａ，４Ｂとを備えている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型又はｎ型のドーパントを含むシリコン基板をエッチング液中に浸漬してエッチングするエッチング装置であって、
前記エッチング液を貯留するエッチング槽と、
前記エッチング液中に溶出した陽イオンを吸着して収集する陽イオン除去手段と、
を備えたことを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
前記エッチング槽と前記陽イオン除去手段とをつなげ前記エッチング槽と前記陽イオン除去手段との間で前記エッチング液を循環させる循環配管および循環ポンプを備え、
前記循環配管は、前記エッチング液を前記陽イオン除去手段を介して循環させる主経路と、前記エッチング液を前記陽イオン除去手段を介さずに前記エッチング槽に戻す副経路と、前記エッチング液が前記主経路を通るか前記副経路を通るかを切り換えるバルブとを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項３】
前記陽イオン除去手段は、前記循環配管を循環する前記エッチング液を一時的に貯留する陽イオン除去槽と、前記陽イオン除去槽の外部に接続されて前記陽イオン除去槽内の前記エッチング液を循環させる外部配管およびポンプと、前記外部配管に設けられ前記外部配管を循環する前記エッチング液中の陽イオンを吸着する陽イオン吸着材とを有している  ことを特徴とする請求項１または２に記載のエッチング装置。
【請求項４】
前記循環配管の前記主経路に複数の前記陽イオン除去手段が直列に配設されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のエッチング装置。
【請求項５】
前記シリコン基板を搭載し前記エッチング槽内に保持するウェハカセットが、前記陽イオン除去手段を兼ねる
ことを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項６】
前記ウェハカセットは、陽イオン吸着材が表面に配置した板状部材を、一部の前記シリコン基板と入れ替えて搭載する
ことを特徴とする請求項５に記載のエッチング装置。
【請求項７】
前記陽イオン吸着材は、イオン交換樹脂、イオン交換体、およびキレート樹脂のうち１つ又は複数を含む
ことを特徴とする請求項３または６に記載のエッチング装置。
【請求項８】
請求項１から７に記載のエッチング装置でシリコン基板からテクスチャ基板を製造するテクスチャエッチング工程と、前記テクスチャ基板の表面に、前記テクスチャ基板に含まれるｐ型又はｎ型のドーパントとは逆の導電性を有する反転層、前記反転層上に設けられた反射防止膜、前記反射防止膜上に設けられた受光面側電極、及び前記テクスチャ基板の受光面と反対側の面である裏面に裏面側電極を形成する工程を含む
ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項９】
請求項１から７に記載のエッチング装置でシリコン基板から製造したテクスチャ基板と、前記テクスチャ基板の表面に含まれるｐ型又はｎ型のドーパントとは逆の導電性を有する反転層と、前記反転層上に設けられた反射防止膜と、前記反射防止膜上に設けられた受光面側電極と、テクスチャ基板の受光面と反対側の面である裏面に形成された裏面側電極とを有する
ことを特徴とする太陽電池セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の製造方法に関し、特に、ｐ型又はｎ型のドーパントを含むシリコン基板をエッチング液中に浸漬してエッチングして表面にテクスチャを形成してテクスチャ基板にすることにより太陽電池セルを製造するエッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコン太陽電池は、無尽蔵なエネルギー源である太陽光を電気エネルギーに変換する装置であるため、クリーンなエネルギー源である。シリコン太陽電池の製造においては、発電効率の向上に加え、量産における特性のばらつきを出来るだけ抑え、高い発電効率を有する太陽電池を安定的に製造することが重要である。
【０００３】
太陽電池用の基板として用いられるシリコン（単結晶シリコン、多結晶シリコンを含む）基板は、光照射側の表面にテクスチャと呼ばれる微細な四角錐形状の凹凸が形成され、これにより光吸収率を高め、発電効率を向上する。
【０００４】
表面にテクスチャを有するシリコン基板（以下、テクスチャ基板）は、シリコン基板をエッチング用の溶液（以下、エッチング液）、例えばＫＯＨやＮａＯＨのアルカリ性溶液（濃度はたとえば０．０５〜２．０ｍｏｌ／ｌ）と、イソプロピルアルコール（濃度はたとえば０．０５〜２．０ｍｏｌ／ｌ）等の混合溶液に、７０〜９０℃程度の温度で数分から数十分程度浸漬することにより作製される（テクスチャエッチング工程）。テクスチャエッチングに用いられる装置の方式としては、バッチ処理式や枚葉処理式がある。
【０００５】
このようなウェット工程においては、エッチング液中に溶存する金属などの陽イオン濃度にテクスチャの出来栄えが左右される。そのため、テクスチャ基板の面内不均一性が問題となり、面内不均一なテクスチャが形成されたテクスチャ基板では光の閉じ込め効果が不足するため、このような基板を用いて太陽電池セルを作製すると特性が劣化する。
【０００６】
たとえば、同一のエッチング液でシリコン基板のエッチングを複数回行うと、シリコン基板のドーパント金属（ｎ型シリコンならリン、ｐ型シリコンならボロン）の溶出により、エッチングの処理するたびに、エッチング液中の陽イオン濃度が増加する。これにより、テクスチャが不均一になり、テクスチャ基板の光の反射率が増大する。
【０００７】
このようなテクスチャ形成の不均一性をもたらす原因であるテクスチャ液中の陽イオン（特許文献１ではドーパント金属）を除去するために、従来、エッチング装置の循環配管に金属の吸着剤を設置したり、電極を設置して印加電圧により金属を析出させたり、ＰＨ調整や温度調整により金属を析出させたり、機構の設置に伴いエッチング液中に混入した金属不純物の濃度を低下させたりする技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２７８４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、エッチング液に混入する陽イオンは、シリコン基板のドーパント（ｎ型シリコンならリン、ｐ型シリコンならボロン）以外に、シリコンインゴットをウェハ状にスライスする時に使用する溶剤の残渣や、エッチング装置の構成材料からの溶出物、使用する薬液、使用する純水、さらにバッチ式のエッチング装置の場合はウェハを充填するカセットなどからの溶出物がある。
【００１０】
このように不純物の混入経路が多数あり、混入タイミングが不確定の場合、陽イオン濃度が時間的に非線形に増加するため、特許文献１のように槽の配管にイオン交換樹脂を取り付ける手法の場合、急激な液汚染の進行に対応ができなかったり、イオン交換樹脂が破過してイオン交換樹脂に捕獲されていたイオンを吐き出すことでエッチング液の陽イオン濃度を増加させたり、さらには、循環機構を有しない装置の場合、適用不可という問題がある。
【００１１】
また、エッチング液に含まれる陽イオンが、十分洗浄されずにテクスチャ基板上に残存した場合、テクスチャエッチング工程より後にある熱処理の工程で、陽イオンがシリコン内部に拡散してキャリアライフタイムを低下させることにより、太陽電池セルの特性劣化につながるという問題がある。
【００１２】
このように、従来技術においては、十分に清浄なエッチング液を提供できないために、テクスチャ基板に、安定的に面内均一なテクスチャを形成することができないことに加え、陽イオンの残渣による歩留まりの低下を招いていた。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池セル製造のテクスチャエッチング工程において、エッチング液中の陽イオンを除去することでテクスチャ形成不良の抑制とテクスチャ基板表面への陽イオンの残渣を抑制し、これにより特性ばらつきが少なく、発電効率が高い太陽電池セルを高歩留まりで製造することができるエッチング装置及び太陽電池セルの製造方法を提供することを目的とする。また、このようなエッチング装置や製造方法により製造した太陽電池セルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のエッチング装置は。ｐ型又はｎ型のドーパントを含むシリコン基板をエッチング液中に浸漬してエッチングするエッチング装置であって、エッチング液を貯留するエッチング槽と、エッチング液中に溶出した陽イオンを吸着して収集する陽イオン除去手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の太陽電池セルの製造方法によれば、上記エッチング装置でテクスチャ基板を製造する工程と、テクスチャ基板の表面に、テクスチャ基板に含まれるｐ型又はｎ型のドーパントとは逆の導電性を有する反転層、反転層上に設けられた反射防止膜、反射防止膜上に設けられた受光面側電極、及びテクスチャ基板の受光面と反対側の面である裏面に裏面側電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、本発明の太陽電池セルによれば、上記エッチング装置で製造したテクスチャ基板と、テクスチャ基板の表面に含まれるｐ型又はｎ型のドーパントとは逆の導電性を有する反転層と、反転層上に設けられた反射防止膜と、反射防止膜上に設けられた受光面側電極と、テクスチャ基板の受光面と反対側の面である裏面に形成された裏面側電極とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のエッチング装置によれば、ｐ型又はｎ型のドーパントを含むシリコン基板をエッチング液中に浸漬してエッチングするエッチング装置であって、エッチング液を貯留するエッチング槽と、エッチング液中に溶出した陽イオンを吸着して収集する陽イオン除去手段とを備えているので、テクスチャ形成不良を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明の太陽電池セルの製造方法によれば、上記エッチング装置でテクスチャ基板を製造する工程と、テクスチャ基板の表面に、テクスチャ基板に含まれるｐ型又はｎ型のドーパントとは逆の導電性を有する反転層、反転層上に設けられた反射防止膜、反射防止膜上に設けられた受光面側電極、及びテクスチャ基板の受光面と反対側の面である裏面に裏面側電極を形成する工程を含むので、発電効率が高い太陽電池セルを高歩留まりで製造することができる。
【００１９】
さらに、本発明の太陽電池セルによれば、上記エッチング装置で製造したテクスチャ基板と、テクスチャ基板の表面に含まれるｐ型又はｎ型のドーパントとは逆の導電性を有する反転層と、反転層上に設けられた反射防止膜と、反射防止膜上に設けられた受光面側電極と、テクスチャ基板の受光面と反対側の面である裏面に形成された裏面側電極とを有するので発電効率が高く高歩留まりの太陽電池セルとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、エッチング不良によるテクスチャの状態と反射率の変化を示すための図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかるテクスチャエッチング装置の構成を説明するための概念的な構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２にかかるテクスチャエッチング装置の構成を説明するための概念的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明者等が、テクスチャエッチング工程において研究したところ、陽イオンが溶出したエッチング液を使用してエッチングした場合と、陽イオンを含まないエッチング液を使用してエッチングした場合とで、テクスチャ基板に形成されるテクスチャの出来栄えと作製された基板の光の反射率に大きな差があることが判明した。この点について、以下に説明する。
【００２２】
図１（ａ）と（ｂ）はそれぞれ、陽イオンを含まないエッチング液を使用した場合のテクスチャ基板の表面（ａ）と、陽イオンが溶出したエッチング液を使用して作製したテクスチャ基板の表面（ｂ）のＳＥＭ観察結果である。図１（ａ）に見られるように、陽イオンを含まないエッチング液を使用した場合では均一なテクスチャが得られるのに対して、図１（ｂ）に見られるように、陽イオンを含む液を使用した場合は、細かいテクスチャが増加してテクスチャの大きさが不均一となる。
【００２３】
上記の試験を繰り返し行い結果をまとめると図１（ｃ）のようになる。図１（ｃ）に見られるように、陽イオンを含むエッチング液を使用した場合では、反射率が高いことから、基板内部への光の吸収効率が悪く、このようなテクスチャ基板を用いて太陽電池セルを作製しても高い特性を期待できない。
【００２４】
この現象の原因として、陽イオンや陽イオンとエッチングにより溶出するシリコンなどとの化合物、または、それらの両方が基板表面に付着してアルカリによるシリコンのエッチングの邪魔をしていると考えられる。
【００２５】
このことから、エッチング液中に存在する陽イオンを除去することによりエッチング液中の陽イオン濃度を低下させる、つまり溶出する陽イオン濃度をテクスチャエッチング反応に影響を与えない状態に保持することで、より良好なテクスチャエッチングを実現することができた。すなわち、反射率が低く抑制された均一なテクスチャ基板を製造することができた。
【００２６】
また、陽イオンがテクスチャ基板表面に残存した場合は、テクスチャエッチング工程より後の熱工程による陽イオンの基板内部への拡散によりキャリアライフタイムが低下して、太陽電池セルの特性を低下させるという問題に対しても、エッチング液中に存在する陽イオンを除去することによりエッチング液中の陽イオン濃度を低下させる。つまり溶出する陽イオン濃度をテクスチャエッチング反応に影響を与えない状態に保持することで、キャリアライフタイムの低下を防止できることを見出した。本実施の形態により、上記問題点を改善した、高い発電効率を有する太陽電池セルの製造歩留まりを向上させることが可能となった。
【００２７】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の実施の形態で用いられるテクスチャエッチング装置の図は模式的なものであり、サイズや長さの比率などは現実のものとは異なる。
【００２８】
実施の形態１．
図２は、本発明の実施の形態１にかかるテクスチャエッチング装置の構成を説明するための概念的な構成図である。本実施の形態のテクスチャエッチング装置（エッチング装置）１００は、まず、エッチング液９が貯えられたエッチング槽１を備えている。このエッチング液９中に複数枚のシリコン基板８がウェハカセット７にセットされて浸漬されている。そして、この複数枚のシリコン基板８に対してエッチング液９により同時にテクスチャエッチングが施される。
【００２９】
エッチング槽１からエッチング液を流出させるための配管がエッチング槽１の側壁面に形成された穴に接続されている、また、エッチング槽１内にエッチング液を流入させるための配管がエッチング槽１の底面に形成された穴に接続されている。両配管はループ状に接続され循環配管６を構成している。
【００３０】
循環配管６は、エッチング槽１から延出した後、分岐位置にて主経路６Ａと副経路６Ｂとに分岐し、その後エッチング槽１に戻る手前の集合位置で再び１本に集合している。主経路６Ａには、第一の陽イオン除去装置（第一の陽イオン除去手段）４Ａと第二の陽イオン除去装置（第二の陽イオン除去手段）４Ｂとが設けられている。副経路６Ｂは、循環するエッチング液９が第一の陽イオン除去装置４Ａと第二の陽イオン除去装置４Ｂとを通らないでエッチング槽１に戻るようにバイパス経路を構成している。
【００３１】
エッチング槽１と配管の分岐位置との間の循環配管６に循環ポンプ２Ａが配設されている。配管の集合位置と分岐位置との間の循環配管６に循環ポンプ２Ｂが配設されている。主経路６Ａの第一の陽イオン除去装置４Ａと第二の陽イオン除去装置４Ｂとの間に循環ポンプ２Ｃが配設されている。分岐位置と第一の陽イオン除去装置４Ａとの間にバルブ３Ａが配設されている。第二の陽イオン除去装置４Ｂと集合位置との間にバルブ３Ｂが配設されている。第一の陽イオン除去装置４Ａと循環ポンプ２Ｃとの間にバルブ３Ｃが配設されている。副経路６Ｂにバルブ３Ｄが配設されている。各々のバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄは、以下に説明するエッチング液９の循環のさせ方により適宜開閉される。
【００３２】
第一の陽イオン除去装置４Ａは、循環配管６を循環するエッチング液９を一時的に所定量貯留する陽イオン除去槽４ａと、陽イオン除去槽４ａの外部に接続されて陽イオン除去槽４ａ内のエッチング液９を循環させる外部配管６ａおよびポンプ２ａと、外部配管６ａに配設され外部配管６ａを循環するエッチング液９中の陽イオンを吸着する陽イオン吸着材５ａとから構成されている。
【００３３】
第二の陽イオン除去装置４Ｂは、第一の陽イオン除去装置４Ａと同じように、陽イオン除去槽４ｂ、外部配管６ｂ、ポンプ２ｂおよび陽イオン吸着材５ｂから構成されている。エッチング液９の加熱は、エッチング槽１に備え付けられた図示しないヒータ（加熱機構）や循環配管６に巻きつけられた図示しないヒータ（加熱機構）により実施される。また、エッチング液９の拡散が必要な場合、エッチング槽１内に図示していない拡散機構を装備して、エッチング液９の拡散を行う場合もある。
【００３４】
陽イオン除去槽４ａは、エッチング槽１により１回または複数回シリコン基板をテクスチャエッチング処理したエッチング液９に溶出した陽イオンを除去するためのエッチング液の浄化槽である。
【００３５】
エッチング槽１より循環ポンプ２Ａを用いて陽イオン除去槽４ａに導かれて一時的に貯留されたエッチング液９は、第一の陽イオン除去装置４Ａに備え付けられたポンプ２ａにより外部配管６ａに配設された陽イオン吸着材５ａを介して循環する。これにより、エッチング液９に溶出した陽イオンが、陽イオン吸着材５ａに吸着させて収集され、エッチング液９から取り除かれる。
【００３６】
第一の陽イオン除去装置４Ａにより陽イオンが十分に除去された後、エッチング液９は、第二の陽イオン除去装置４Ｂの陽イオン除去槽４ｂに循環ポンプ２Ｃにより導かれる。そして、ここでもポンプ２ｂにより外部配管６ｂに備え付けられた陽イオン吸着材５ｂを介してエッチング液９を循環させることで、陽イオン吸着材５ｂでさらに陽イオンの収集を行い、エッチング液９に含まれる陽イオン濃度を低下させる。陽イオン除去槽４ｂはエッチング槽１への薬液供給のために、薬液の待機槽としての役割も兼ねている。
【００３７】
エッチング液９が１回または複数回のテクスチャエッチング処理を行い、エッチング液９を陽イオン除去槽４ａに導いた後に、次のテクスチャエッチング処理のために陽イオン除去槽４ｂから循環ポンプ２Ｂを使用し、循環配管６を通して陽イオン濃度を十分下げたエッチング液９をエッチング槽１に供給し、シリコン基板８のエッチング液９として使用する。
【００３８】
薬液や純水から新しくエッチング液９を作り出す際は、薬液と純水の混合をエッチング槽１にて行ってもいいが、薬液や純水に混合した陽イオンを除去する目的で、薬液と純水の混合は陽イオン除去槽４ａ，４ｂにおいて行う方が好ましい。本実施の形態の陽イオン除去槽は４ａ、４ｂの２つが直列に設けられているが、これに限らず３つ以上設けてもよい。
【００３９】
本実施の形態のエッチング装置１００では、エッチング液９に含まれる陽イオンを陽イオン吸着材５ａ，５ｂに吸着させることでエッチング液９内から取り除くことができるため、陽イオンによって引き起こされていたテクスチャの面内不均一性を防止することができると共に、テクスチャ基板表面の陽イオン残渣が無く、後の熱工程でもキャリアライフタイムの低下を防止できるため、高発電効率の太陽電池セルの製造を高い歩留まりで実現できる。
【００４０】
上記の陽イオン吸着材５ａ，５ｂは、イオン交換樹脂、イオン交換体、およびキレート樹脂の１つ又は複数から成り、これら物質にエッチング液９に溶出した陽イオンを吸着させることができる。陽イオン吸着材５ａ，５ｂの量については、エッチング液９に溶出する陽イオン濃度は通常数十ｐｐｍ程度の濃度を考慮して、エッチング槽の槽容量、吸着剤の種類、吸着剤の交換頻度等を決定すればよい。
【００４１】
そして、本実施の形態で示された製造方法、エッチング装置によって製造されたテクスチャ基板を用いて、テクスチャ基板の表面に、該テクスチャ基板に含まれるｐ型又はｎ型のドーパントとは逆の導電性を有する反転層と反転層上に設けられた反射防止膜と、反射防止膜上に設けられた受光面側電極と、シリコン基板の受光面とは反対側の面である裏面に設けられた裏面側電極を形成することで太陽電池セルを製造することができる。
【００４２】
このような方法で太陽電池セルを製造することにより、テクスチャエッチング工程において、従来装置では、シリコン基板やウェハカセット、装置の構成材料、使用する薬液、および使用する純水などから溶出する陽イオンの溶出量が増大し、テクスチャ基板表面のテクスチャ形成不良や、テクスチャ基板表面の陽イオン残渣によって、太陽電池セルの製造歩留まりを低下させていたのに対し、本実施の形態ではエッチング液９中の陽イオン濃度を低く抑えることができるため、高い発電効率を有する太陽電池セルの製造歩留まりを高めることができる。一方で、エッチング液９の寿命が伸びるため、エッチング液９の交換頻度を低減しエッチング液使用量を削減することができ、薬液コスト、製造コストを削減できる効果がある。また、エッチング液９の交換時間のロスによる太陽電池セルの製造効率の低下も回避することができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態のテクスチャエッチング装置１００によれば、ｐ型又はｎ型のドーパントを含むシリコン基板８をエッチング液９中に浸漬してエッチングするエッチング装置であって、エッチング液９を貯留するエッチング槽１と、エッチング液９中に溶出した陽イオンを吸着して収集する第一および第二の陽イオン除去装置４Ａ，４Ｂとを備えているので、エッチング液９中から陽イオンが除去され、テクスチャ形成不良を抑制することができる。
【００４４】
また、本実施の形態のテクスチャエッチング装置１００によれば、エッチング槽１と第一および第二の陽イオン除去装置４Ａ，４Ｂとをつなげ３者間にエッチング液９を循環させる循環配管６および循環ポンプ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備え、循環配管６は、エッチング液９を第一および第二の陽イオン除去装置４Ａ，４Ｂを介して循環させる主経路６Ａと、エッチング液９を第一および第二の陽イオン除去装置４Ａ，４Ｂを介さずにエッチング槽１に戻す副経路６Ｂと、エッチング液９が主経路６Ａを通るか副経路６Ｂを通るかを切り換えるバルブ３Ａ〜３Ｃとを含む。そのため、バルブ３Ａ〜３Ｃの開閉動作により、エッチング液９の循環を第一および第二の陽イオン除去装置４Ａ，４Ｂを介して行ったり、第一および第二の陽イオン除去装置４Ａ，４Ｂを介さずに行ったり、さらにエッチング液９を循環させずにエッチングを実施したり、エッチング液９の循環の有無を選択することができる。
【００４５】
さらに、本実施の形態のテクスチャエッチング装置１００によれば、第一および第二の陽イオン除去装置４Ａ，４Ｂは、循環配管６を循環するエッチング液９を一時的に貯留する陽イオン除去槽４ａ，４ｂと、陽イオン除去槽４ａ，４ｂの外部に接続されて陽イオン除去槽４ａ，４ｂ内のエッチング液９を循環させる外部配管６ａ，６ｂおよびポンプ２ａ，２ｂと、外部配管６ａ，６ｂに設けられ外部配管６ａ，６ｂを循環するエッチング液９中の陽イオンを吸着する陽イオン吸着材５ａ，５ｂとを有しているので、エッチング液９中から陽イオンが効果的に除去され、テクスチャ形成不良をさらに抑制することができる。
【００４６】
さらにまた、本実施の形態のテクスチャエッチング装置１００によれば、循環配管６の主経路６Ａに２つの第一および第二の陽イオン除去装置４Ａ，４Ｂが直列に配設されているので、エッチング液９中から陽イオンが確実に除去され、テクスチャ形成不良をさらに抑制することができる。
【００４７】
本実施の形態のテクスチャエッチング装置１００によれば、陽イオン吸着材５ａ，５ｂは、イオン交換樹脂、イオン交換体、キレート樹脂のうち１つ又は複数を含む。そのため、イオン交換樹脂、イオン交換体、キレート樹脂のいずれかにて陽イオンを効率的に捕獲することができる。
【００４８】
また、本実施の形態の太陽電池セルの製造方法によれば、上記テクスチャエッチング装置１００でテクスチャ基板を製造する工程と、テクスチャ基板の表面に、いずれも図示しないがテクスチャ基板に含まれるｐ型又はｎ型のドーパントとは逆の導電性を有する反転層、反転層上に設けられた反射防止膜、反射防止膜上に設けられた受光面側電極、及びテクスチャ基板の受光面と反対側の面である裏面に裏面側電極を形成する工程を含むので、発電効率が高い太陽電池セルを高歩留まりで製造することができる。
【００４９】
さらに、本実施の形態の太陽電池セルによれば、上記テクスチャエッチング装置１００で製造したテクスチャ基板と、テクスチャ基板の表面に含まれるｐ型又はｎ型のドーパントとは逆の導電性を有する反転層と、反転層上に設けられた反射防止膜と、反射防止膜上に設けられた受光面側電極と、テクスチャ基板の受光面と反対側の面である裏面に形成された裏面側電極とを有するので発電効率が高く高歩留まりの太陽電池セルとすることができる。
【００５０】
なお、本実施の形態のテクスチャエッチング装置１００は、循環配管６および循環ポンプ２Ａ，２Ｂ，２Ｃによりエッチング液９を循環させているが、エッチング液９の循環は必ずしもさせなくともよい。
【００５１】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２にかかるテクスチャエッチング装置の構成を説明するための概念的な構成図である。本実施の形態のテクスチャエッチング装置（エッチング装置）１０１は、実施の形態１と同じようにエッチング液９が貯えられたエッチング槽１を備えている。このエッチング液９中に複数枚のシリコン基板８が陽イオン吸着機能付ウェハカセット１１にセットされて浸漬されている。そして、この複数枚のシリコン基板８に対してエッチング液９により同時にテクスチャエッチングが施される。
【００５２】
エッチング槽１からエッチング液を流出させるための配管がエッチング槽１の側壁面に形成された穴に接続されている、また、エッチング槽１内にエッチング液を流入させるための配管がエッチング槽１の底面に形成された穴に接続されている。両配管はループ状の循環配管６を構成している。
【００５３】
循環配管６には循環ポンプ２が配設されており、エッチング液９を同図中の矢印の方向に循環する。エッチング液９の加熱機構は図示していないが、エッチング槽１に備え付けられたヒータまたは、配管に巻きつけられたヒータにより実施される。さらに、エッチング液９の拡散が必要な場合、エッチング槽１に図示していない拡散機構を持たせることで、エッチング液９の拡散を行うこともある。
【００５４】
本実施の形態のテクスチャエッチング装置１０１は、実施の形態１のようなイオン除去槽を備えてない代わりに、エッチング液中の陽イオンの除去を陽イオン吸着機能付ウェハカセット１１にて行う。ウェハカセットはウェハに隣接しているため、ウェハから発生する陽イオンを即座に捕獲することが可能となる。
【００５５】
本実施の形態では、エッチング液９に含まれる陽イオンを陽イオン吸着機能付ウェハカセット１１に吸着させることでエッチング液９内から取り除くため、陽イオンによって引き起こされていたテクスチャの面内不均一性を防止することができると共に、テクスチャ基板表面の陽イオン残渣が無く、後の熱工程でもキャリアライフタイムの低下を防止できるため、高発電効率の太陽電池セルの製造を高い歩留まりで実現できる。
【００５６】
上記の陽イオン吸着機能付ウェハカセット１１は、膜状の陽イオン吸着剤をウェハカセットに貼り付けたり、数十ミクロンの粒子状の陽イオン吸着剤をウェハカセットに設けた孔にはめ込んだり、多孔質物質の孔に吸着させたりして、作製される。また、ウェハカセットに搭載されるシリコン基板の数枚を、たとえばステンレス板などに陽イオン吸着剤を貼り付けた板状のものと入れ替えることで、ウェハカセットに吸着機能を付加させることもできる。
【００５７】
上記の陽イオン吸着材は、イオン交換樹脂やイオン交換体、およびキレート樹脂の１つ又は複数から成り、この物質に前記エッチング液に溶出した陽イオンを吸着させる。吸着材の量については、エッチング液に溶出する陽イオン濃度は通常数十ｐｐｍ程度の濃度であることを考慮して、エッチング槽の槽容量、吸着剤の種類、吸着剤の交換頻度等を決定すればよい。
【００５８】
以上のように、本実施の形態のテクスチャエッチング装置１０１によれば、シリコン基板８を搭載しエッチング槽１内に保持するウェハカセットが、陽イオン除去手段を兼ねる陽イオン吸着機能付ウェハカセット１１である。そのため、シリコン基板８の周囲のエッチング液９中の陽イオン濃度を効果的に低下することができる。
【００５９】
また、本実施の形態のテクスチャエッチング装置１０１によれば、陽イオン吸着機能付ウェハカセット１１は、陽イオン吸着材が表面に配置した図示しない板状部材を、一部のシリコン基板８と入れ替えて搭載する。そのため、製作が容易でコストダウンを図ることができる。
【００６０】
なお、本実施の形態のテクスチャエッチング装置１０１は、循環配管６および循環ポンプ２によりエッチング液９を循環させているが、必ずしもエッチング液９の循環はさせなくともよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のエッチング装置、太陽電池セルの製造方法、および太陽電池セルは、ｐ型又はｎ型のドーパントを含むシリコン基板をエッチング液中に浸漬してエッチングして表面にテクスチャを形成してテクスチャ基板にするエッチング装置、およびこのエッチング装置を使用した太陽電池セルの製造方法に適用されて好適なものである。
【符号の説明】
【００６２】
１  エッチング槽
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  循環ポンプ
２ａ，２ｂ  ポンプ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ  バルブ
４Ａ  第一の陽イオン除去装置（陽イオン除去手段）
４Ｂ  第二の陽イオン除去装置（陽イオン除去手段）
４ａ，４ｂ  陽イオン除去槽
６  循環配管
６Ａ  主経路
６Ｂ  副経路
６ａ，６ｂ  外部配管
５ａ，５ｂ  陽イオン吸着材
７  ウェハカセット
８  シリコン基板
９  エッチング液
１１  陽イオン吸着機構付ウェハカセット（陽イオン除去手段）
１００，１０１  テクスチャエッチング装置（エッチング装置）
【図２】
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【図３】
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【図１】
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