(57)【要約】【課題】長期にわたり安定なテクスチャーエッチングを実現すること。【解決手段】真空紫外線照射により表面に極性基を導入し親水性層１０ａを形成したポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製のウエハカセット１０により、エッチング液中の金属水酸化物イオン（金属不純物イオン３）を捕捉することにより、安定したテクスチャーエッチングを実現し、均一なテクスチャー２を形成することで、反射率の増大を抑制する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン系の被処理基板に対し、強アルカリ処理液を用いたテクスチャーエッチング処理を行い、表面にテクスチャーを形成するエッチング工程と、
テクスチャーの形成された前記被処理基板表面に、ｐｎ接合を形成し太陽電池を形成する工程とを含み、
前記エッチング工程に先立ち、前記エッチング工程においてエッチング槽内に配される部材に真空紫外線を照射し、表面を親水化する工程を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記部材は、前記被処理基板を載置するためのウエハカセットであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記部材は、前記エッチング槽に浸漬する板材であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記部材は、少なくとも表面がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記被処理基板はシリコン基板であり、
前記親水化する工程に先立って酸性溶液による表面洗浄を実施する表面洗浄工程を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
エッチング槽に、被処理基板を浸漬してエッチング処理を行うのに用いられるウエハカセットであって、
真空紫外線を照射することで得られた、親水性表面を有することを特徴とするウエハカセット。
【請求項７】
前記親水性表面は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であることを特徴とする請求項６に記載のウエハカセット。
【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およびこれに用いられるウエハカセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電システムにおいては、多結晶シリコン基板などの太陽電池形成用基板にｐｎ接合を設け、光エネルギーにより発生した電子および正孔を基板表裏から各々取り出すことで光起電力の取り出しを行っている。
【０００３】
現在の太陽電池基板(以下、基板と呼ぶ)においては、光入射面(以下受光面と呼ぶ)に凹凸(以下テクスチャーと呼ぶ)を形成して受光面の反射率を低減させ、基板内部へ入射する光の量を増加させる技術がある。すなわち、太陽電池基板に発生するキャリア数は基板内に入射する光の量に大きく影響され、入射する光の量を増加させるためにテクスチャーが形成される。
【０００４】
多結晶シリコン基板あるいは単結晶シリコン基板などのシリコン基板を用いたバルク型太陽電池において、シリコン基板表面に形成されるテクスチャーの一つとして、ピラミッド状の凹凸からなるものがある。このようなテクスチャーの形成方法としては、異方性エッチングを用いる方法が一般的である。これは、アルカリ性の薬液、例えば水酸化カリウムあるいは水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の水溶液にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を加えた薬液に基板を浸漬し、基板の結晶方位によるエッチングレートの違いを利用する方法である（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
このテクスチャー処理工程は、強アルカリ薬液中に、樹脂製のウエハカセット内に２５枚程度並べて保持させたシリコン基板を数１０分程度浸漬させることにより基板表面に数μｍサイズの四角錐を連続して形成する工程である。この強アルカリ薬液としては、通常数％から数１０％の水酸化ナトリウム溶液にＩＰＡ等の有機物を数％程度添加したものが用いられる。そしてその際、使用されるウエハカセットとしてはｐＨ１３以上の強アルカリ薬液中で劣化しないポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ（テフロン（登録商標）））製のウエハカセットを利用することが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０７９８７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、テクスチャー処理工程においては強アルカリ薬液中でシリコン基板をエッチングするため、シリコン基板中の金属不純物も同時に薬液中に溶解し処理枚数が増加するにしたがって薬液中に蓄積していくことになる。また、エッチングされたシリコンはナトリウムシリケートとして溶解しその濃度も処理とともに増加する。したがって、処理枚数の増加によって、金属不純物イオンの影響でナトリウムシリケートがゲル化することにより均一にテクスチャーが形成されず、テクスチャー処理工程の目的であるシリコン基板表面の低反射率化を妨害する場合がある。具体的には反射率として初期的には１０％程度であったものが１５％程度まで上昇するような問題が発生することがある。したがって処理に伴う金属不純物イオンの増加を抑制し正常なテクスチャー形成を維持することが課題となっている。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、長期にわたって安定に、均一なテクスチャー形成を行うことの可能な太陽電池の製造方法およびウエハカセットを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、シリコン系の被処理基板に対し、強アルカリ処理液を用いたテクスチャーエッチング処理を行い、表面にテクスチャーを形成するエッチング工程と、テクスチャーの形成された前記被処理基板表面に、ｐｎ接合を形成し太陽電池を形成する工程において、前記エッチング工程に先立ち、前記エッチング工程においてエッチング槽内に配される部材に真空紫外線を照射し、表面を親水化する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エッチング工程においてエッチング槽内に配される部材に真空紫外線を照射し、表面を親水化しているため、エッチングによって発生した金属不純物の水酸化物が、この部材表面に吸着し易くなることで、エッチング液中の金属不純物イオン濃度が被処理基板の処理枚数の増加に伴い増加することが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１の太陽電池の製造方法で製造される太陽電池を示す断面模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１の太陽電池の製造方法で形成されるシリコン基板を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１の太陽電池の製造方法におけるシリコン基板へのテクスチャーの形成に用いられるウエハカセットの準備工程を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。
【図４】図４（ａ）および（ｂ）は、ウエハカセットの準備工程を示す工程断面図である。
【図５】図５は、準備工程で得られたウエハカセットに基板を載置した状態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。
【図６】図６は、このウエハカセットをエッチング槽に浸漬し、エッチングを行う工程を示す説明図である。
【図７】図７（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態１のテクスチャーの形成工程を模式的に示す工程断面図である。
【図８】図８（ａ）および（ｂ）は、比較例のテクスチャーの形成工程を模式的に示す工程断面図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は、長時間使用後のウエハカセットの再生および準備工程を示す工程断面図である。
【図１０】図１０は、この太陽電池の製造工程を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、テクスチャー処理工程を示すフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態２の太陽電池の製造方法における部材の準備工程を示す工程断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２のテクスチャーの形成工程を模式的に示す工程断面図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態３の部材の再生および準備工程を示す工程断面図である。
【図１５】図１５（ａ）および（ｂ）は、比較例の太陽電池の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる太陽電池の製造方法およびウエハカセットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。また、平面図あるいは斜視図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付す場合がある。
【００１３】
実施の形態１.
図１は、本発明の実施の形態１の太陽電池の製造方法で製造される太陽電池を示す断面模式図である。図２は、本発明の実施の形態１の太陽電池の製造方法で形成されるシリコン基板を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図３は、本発明の実施の形態１の太陽電池の製造方法におけるシリコン基板へのテクスチャーの形成に用いられるウエハカセットの準備工程を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。図４（ａ）および（ｂ）は、ウエハカセットの準備工程を示す工程断面図、図５は、準備工程で得られたウエハカセットに基板を載置した状態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。図６は、このウエハカセットをエッチング槽３０に浸漬し、エッチングを行う工程を示す説明図である。図７（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態のテクスチャーの形成工程を模式的に示す工程断面図である。図８（ａ）および（ｂ）は、比較例のテクスチャーの形成工程を模式的に示す工程断面図である。図９（ａ）〜（ｃ）は、長時間使用後のウエハカセットの再生および準備工程を示す工程断面図である。図１０はこの太陽電池の製造工程を示すフローチャートである。図１１は、このうちテクスチャー処理工程を示すフローチャートである。
【００１４】
本実施の形態の方法では、図１に示す太陽電池を形成するための太陽電池用基板として（単結晶）シリコン基板１に強アルカリ処理液を用いたエッチングによりテクスチャー２を形成する。本実施の形態の方法では、強アルカリ処理液を用いたテクスチャー形成のためのエッチング工程に先立ち、エッチング工程においてエッチング槽３０内に配される少なくともひとつの部材としての、ウエハカセット１０に、あらかじめ真空紫外線Ｌを照射し、表面を親水化する工程を含むことを特徴とする（図３（ａ）および（ｂ）、図４（ａ）および（ｂ））。１０ａは親水性層（活性層）を示す。ウエハカセット１０はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の成形体で構成されるが形状については後述する。
【００１５】
太陽電池の製造工程の説明に先立ち、テクスチャー形成ステップＳ１０について図１１に示すプロセスフローチャートを参照しつつ説明する。
【００１６】
まず、必要に応じて、ウエハカセット１０を硝酸に浸漬し、表面への付着物を除去し（ウエハカセット処理：Ｓ１０１）、ウエハカセット１０を準備する（ウエハカセット準備：Ｓ１０２）。
【００１７】
続いて、このウエハカセット１０に真空紫外線を照射する（真空紫外線照射：Ｓ１０３）。ここで真空紫外線照射に用いられる真空紫外線照射ランプ２０としてはＱＥＸ−２３０Ｘと指称されるクオークシステムズ製のキセノンエキシマランプを用い、図４（ｂ）に示すように、波長１７２ｎｍの真空紫外線でウエハカセット１０を１０分間照射し、表面に親水性層１０ａを形成した。
【００１８】
そして、このウエハカセット１０に基板１００をセットし（Ｓ１０４）、エッチング槽３０に浸漬する（Ｓ１０５）。
【００１９】
なお、ウエハカセット１０は、金属不純物イオン３の吸着状態に応じて何度か使用することができる。金属不純物イオン３の吸着が多くない場合は、ステップＳ１０４に戻り繰り返し使用することができる。金属不純物イオン３の吸着が多い場合は、ステップＳ１０１に戻り、酸処理によって吸着された金属不純物イオン３を除去し、ステップＳ１０３で真空紫外線を照射して、親水性層１０ａを形成した後に使用する。
【００２０】
図３（ａ）および（ｂ）は、ウエハカセット１０を示す斜視図および上面図である。このウエハカセット１０は、ウエハ（シリコン基板１）を収容する箱状の構造体であり、天面はウエハ１の出し入れができるように開放されている。側面１１ａの内壁に複数のリブ１１ｂが設けられており、リブ１１ｂ同士の間には保持溝１２が形成されている。また、ウエハカセット１０の底面１１ｃにも、下部の保持溝１２が形成されており、下部の保持溝１２の両端は、左右の側面１１ａの内壁の保持溝１２と繋がっている。
【００２１】
図５（ａ）および（ｂ）は、複数のウエハ１を収容した状態のウエハカセット１０を示す斜視図および上面図である。保持溝１２内に配置されることによってウエハカセット１０に収容されたシリコン基板１は、下端部が下部の保持溝１２に進入してリブ１１ｂ間に保持される。
【００２２】
図６は、ウエハカセット１０をテクスチャー形成のためのエッチング槽３０に浸漬する工程を示す図である。シリコン基板１を収容したウエハカセット１０を、図示しない移送装置によりエッチング槽３０に浸漬する。このエッチング槽３０には、ＮａＯＨとＩＰＡ各々５％からなるｐＨ１４程度の強アルカリ液であるエッチング液４０が充填されている。
【００２３】
このようにして真空紫外線照射のなされたウエハカセット１０に装着されたシリコン基板１（図７（ａ））は、エッチング液内で（１１１）面が残るように異方的にエッチングされ、テクスチャー２が形成される（図７（ｂ））。
【００２４】
ウエハカセット１０は、一列に配列させた複数の処理槽に順次浸漬させて自動的にエッチング及び洗浄するために用いられる場合があるが、エッチング工程に先立ち、真空紫外線照射によって表面に親水性層１０ａを形成したウエハカセットを用いるようにするのが望ましい。ウエハカセット１０をエッチング槽３０に浸漬する際には、シリコン基板１にストレスを与えないようにするために、保持溝１２の角度と同じ角度でエッチング槽３０に浸漬することが好ましい。
【００２５】
エッチング槽３に浸漬されたシリコン基板１は、真空紫外線処理がなされて表面に親水性層１１ａの形成されたウエハカセット１０に保持されたまま処理されるため、エッチングによって発生した金属不純物イオン３は親水性層１０ａに吸着され、ナトリウムシリケートをゲル化するなどの恐れも無く、引き続き連続して、安定したテクスチャーエッチング処理が可能となる。
【００２６】
処理完了後、エッチング槽３０から移送する際には、浸漬する場合と同様に、シリコン基板１にストレスを与えないようにするために、保持溝１２の角度と同じ角度で移送装置によりエッチング槽３０から引き上げることが好ましい。
【００２７】
このようにしてエッチング槽３０から引き上げられたウエハカセット１０を、次工程に搬送し、ウエハカセット１０からシリコン基板１をはずした後、洗浄および、必要に応じて酸処理を行い、この後真空紫外線照射により親水性層１０ａを形成する。
【００２８】
以上のように、本実施の形態にかかるウエハカセット１０は、テクスチャーエッチング工程に先立ち、真空紫外線照射により、表面に親水性層１０ａを形成しているため、効率よく金属不純物イオン３を吸着することができる。
【００２９】
したがって、水酸化ナトリウムの働きでエッチングされたナトリウムシリケートのゲル化が抑制されることにより正常なテクスチャー形状の形成が継続して可能となる。
【００３０】
上記、金属不純物の発生源としてはシリコン中の金属不純物が主要因であり、一般にはＦｅ、Ａｌが支配的である。これらの金属不純物は強アルカリ液中では水酸化イオンとして存在してエッチングを妨害するゲル発生を抑制するためには薬液中のＦｅ、Ａｌ水酸化イオン量を低下させることが重要となる。
【００３１】
Ｆｅ、Ａｌ水酸化イオンは一般にシリコン基板１を保持しているウエハカセット１０表面に吸着すると考えられるが特に親水化表面への吸着力が強いと考えられる。そこで、ウエハカセット１０に親水化処理を施しＦｅ、Ａｌ水酸化イオンの吸着効果を高めることが有効となる。
【００３２】
ウエハカセット表面の親水化は真空紫外線を前もってウエハカセット表面に照射することで可能となる真空紫外線照射によってウエハカセット表面で発生したオゾンがポリテトラフルオロエチレン表面を攻撃し水分とあわせて表面に水酸基が導入されると推定できる。
【００３３】
このような親水化したウエハカセット表面がテクスチャーエッチング工程中にシリコン基板近傍に存在することにより、薬液中の金属不純物イオン、特にＦｅ、Ａｌ水酸化イオンがウエハカセット表面に吸着し、薬液中の金属不純物イオン濃度が基板処理枚数の増加に伴い増加することが抑制される。したがって、水酸化ナトリウムの働きでエッチングされたナトリウムシリケートなどの珪酸塩のゲル化が抑制されることにより正常なテクスチャー形状の形成が継続して可能となる。４はゲル化した珪酸塩である。
【００３４】
比較例として、図８（ａ）に示すように、真空紫外線照射を行うことなく、そのままのウエハカセット１０にシリコン基板１を載置し、同様のエッチング液の充填されたエッチング槽に浸漬しテクスチャーエッチングを行った。その結果、得られたシリコン基板１は、反射率が増加し、十分な出力を得ることができなかった。これは、次のように考えられる。図８（ｂ）に示すように、エッチング液中の金属不純物が増加し、エッチングで生成されたナトリウムシリケートとゲルを形成し、ゲル化された珪酸塩４を生成する。このゲル化された珪酸塩４がシリコン基板１の表面に付着しシリコン表面のテクスチャー形成を妨げることにより平坦なテクスチャー５が所々に形成されてしまう。このため、反射率が増加してしまうと考えられている。
【００３５】
なお、このようにして真空紫外線照射したウエハカセット１０を用いた場合でも、処理を重ねるにつれて得られるシリコン基板の反射率が大きく増加する場合がある。そのような場合にウエハカセットを再生処理するための方法について説明する。
【００３６】
まず金属不純物イオン３の付着したウエハカセット１０（図９（ａ））を、硝酸５％溶液に1時間浸漬処理することで、ウエハカセット１０表面の金属不純物イオン３を除去する（図９（ｂ））。この後に、前記と同様の真空紫外線処理を再度実施しウエハカセット１０表面に親水性層１０ａを形成した（図９（ｃ））。
【００３７】
このようにして得られたウエハカセット１０を用い、さらに処理を継続させた。その結果、テクスチャーエッチング処理によって得られるシリコン基板の反射率が向上した。このように、酸性溶液でウエハカセット１０をエッチングし、真空紫外線を照射して再生処理することにより、再び金属不純物イオン３の吸着性が向上する。このため、繰り返しテクスチャー形成を行った場合にもエッチングによって生成されたナトリウムシリケートが金属不純物イオン３によってゲル化したりすること無く、効率よくテクスチャーエッチングが進行するため、反射率の増加が抑制される。
【００３８】
再生処理前は、ウエハカセット表面の金属不純物イオン吸着能が低下していたのに対し、再生処理によりまた金属不純物イオン吸着能が元の状態に戻ったため、エッチング液中の金属不純物濃度の増加が抑制され、正常なテクスチャー形成がなされたためと考えられる。
【００３９】
以上のようにテクスチャー処理の継続によって反射率が増加した場合でも、ウエハカセット表面の吸着金属不純物を酸性溶液で除去し、さらに真空紫外線を照射することにより再度正常なテクスチャー形成が行われる。
【００４０】
このようにしてテクスチャーが形成された単結晶シリコン基板（シリコン基板１）に対し、順次不純物拡散処理、薄膜形成が行われ、図１に要部断面模式図を示す太陽電池が形成される。図１０は、この太陽電池の製造工程を示すフローチャートである。図１１は、このうちテクスチャー処理工程を示すフローチャートである。
【００４１】
本実施の形態１にかかる太陽電池は、図１に断面図を示すように、多数のテクスチャー２が設けられた太陽電池用の基板１００を構成するシリコン基板１と、表層に第２導電型の不純物拡散層である第２導電型層１０２と、テクスチャー２の表面に例えばシリコン窒化膜により形成された絶縁層１０４と、第２導電型層１０２に電気的に接続されて基板１００の受光面側に形成された受光面側電極１０６と、基板１００の受光面と反対側の面（裏面）の表層に形成された第１導電型層１０３と、該第１導電型層１０３の裏面側に形成された裏面側電極１０５と、を備える。
【００４２】
本実施の形態にかかる太陽電池用の基板であるシリコン基板１においては、受光面側に複数のテクスチャー２が形成されている。該テクスチャー２はシリコン基板１の一面側の表面を異方性エッチングにより加工して形成したものである。
【００４３】
シリコン基板１としては、例えばｐ型の単結晶シリコン基板を用いることができる。この場合、第２導電型層１０２は、シリコン基板１の表層に例えばリンが拡散された不純物拡散層（ｎ型不純物拡散層）である。また、第１導電型層１０３は、シリコン基板１の裏面側の表層に裏面側電極１０５の電極材料、例えばアルミニウムが拡散された拡散層である。なお、シリコン基板１はこれに限定されるものではなく、ｐ型の多結晶シリコン基板、ｎ型の単結晶シリコン基板、ｎ型の多結晶シリコン基板などを用いてもよい。また、絶縁層１０４は反射防止膜として設けられ、例えばシリコン窒化膜やシリコン酸化膜により形成される。
【００４４】
このように構成された実施の形態１にかかる太陽電池セルのシリコン基板１の受光面側には、高さおよび形状の揃った均一且つ微細なピラミッド状のテクスチャー２が全面に均一に形成されている。高さおよび形状が均一なテクスチャー２は、該テクスチャー２で反射された光が隣接するテクスチャー２に再入射する確率を高め、太陽電池セルの光の利用効率を増大させる。光の利用効率の増大は、太陽電池セルで生成されるキャリア数を増加させ、光電変換効率の向上を実現させることができる。
【００４５】
したがって、実施の形態１にかかる太陽電池セルによれば、高い光利用効率と、高い開放電圧を有し、光電変換効率に優れた太陽電池セルが実現されている。
【００４６】
つぎに、上述した実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法について図１０にフローチャートを参照して説明する。図１１は、実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法におけるテクスチャーの形成工程を説明するためのフローチャートである。
【００４７】
太陽電池の製造工程の説明に先立ち、テクスチャー形成ステップＳ１０について図１１に示すプロセスフローチャートを用いて、エッチング工程においてエッチング槽内に配される部材としてウエハカセットに真空紫外線を照射し、表面を親水化しておく。
【００４８】
まず、半導体基板として例えばｐ型単結晶シリコン基板を用意し、該ｐ型単結晶シリコン基板のスライス時に形成されたダメージ層をウエットエッチングにより除去する。その後、該ｐ型単結晶シリコン基板の表面に、後述するウエットエッチングにおけるエッチング耐性を備える、例えばシリコン窒化膜からなる耐エッチング膜（図示せず）を形成する。
【００４９】
ここでは、耐エッチング膜としてシリコン窒化膜を用いるが、耐エッチング膜としては後の工程で開口が可能であり且つｐ型単結晶シリコン基板とのエッチング選択性があれば、他の材料を選択してもよく、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、金属膜、有機膜等を用いることができる。耐エッチング膜の膜厚は、成膜速度とエッチング選択性、除去性等を考慮して選択すればよい。
【００５０】
つぎに、耐エッチング膜に対して開口部を形成する微細穴加工を施す。すなわち、ｐ型単結晶シリコン基板からなるシリコン基板１の一面側に形成された耐エッチング膜に対して、例えばレーザー加工処理を施し、ｐ型単結晶シリコン基板の表面が露出する開口部を正方格子点状に形成する。ここで、開口部は所定の単位面積に対して１個または複数設けられる。本実施の形態において有効に作用する開口部の直径は１μｍ〜８μｍ程度である。
【００５１】
つぎに、テクスチャーを形成させるために、上記のようにして準備したウエハカセットに、耐エッチング膜からなるマスクの形成されたシリコン基板１を載置し、例えば水酸化ナトリウム０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％とイソプロピルアルコール１ｗｔ％〜３０ｗｔ％とを混合して８５℃に加熱したエッチング液４０に浸漬する。これにより、テクスチャーが一様に形成される。
【００５２】
つぎに、ウエットエッチングにより、残存した耐エッチング膜を除去することにより、ピラミッド形状の揃った複数のテクスチャー２が均一に設けられた太陽電池基板であるシリコン基板１が得られる（図２（ａ）および（ｂ）参照）。なお、エッチング液は、使用した耐エッチング膜の材料等の条件に合わせて適宜変更することができる。
【００５３】
最後に、一般的に用いられている工程を経て、基板１００への第２導電型層１０２、絶縁層１０４、受光面側電極１０６、裏面側電極１０５、第１導電型層１０３との形成を行い、図１に示す太陽電池セルが作製される。
【００５４】
たとえば、図１１に示すフローチャートに従って、上記のテクスチャー形成処理が完了した基板１００を熱拡散炉へ投入し、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）蒸気の存在下で加熱して基板１００の表面にリンガラスを形成することで基板１００にリンを拡散させ、基板１００の表層に第２導電型層１０２を形成する。なお、ここではｐ型シリコン基板を使用したため、ｐｎ接合を形成するために異なる導電型のリンを拡散させたが、ｎ型シリコン基板を使用した場合はｐ型の不純物を拡散させればよい（ｐｎ接合の形成：Ｓ２０）。
【００５５】
次に、フッ酸溶液中で基板１００のリンガラス層を除去し、基板１００の受光面側の面以外に形成された第２導電型層１０２を除去した後（ｐｎ分離：Ｓ３０）、絶縁層１０４としてプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮ膜を第２導電型層１０２上に形成する（反射膜の形成：Ｓ４０）。絶縁層１０４の膜厚および屈折率は、光反射を最も抑制する値に設定する。なお、屈折率の異なる２層以上の膜を積層してもよい。また、絶縁層１０４は、スパッタリング法など、異なる成膜方法により形成してもよい。
【００５６】
次に、基板１００の受光面に銀の混入したペーストを櫛形にスクリーン印刷にて印刷し（Ｓ５０）、基板１００の裏面にアルミニウムの混入したペーストを全面にスクリーン印刷にて印刷した後（Ｓ６０）、焼成処理（Ｓ７０）を実施して受光面側電極１０６、裏面側電極１０５を形成する。焼成は大気雰囲気中において例えば７６０℃で実施する。また、焼成により裏面側電極１０５の成分が基板１００の裏面側内部に拡散して第１導電型層１０３が形成される。以上のようにして、図１に示す太陽電池セルが作製される。
【００５７】
実施の形態２．
次に本発明の実施の形態２について説明する。図１２（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態２の太陽電池の製造方法における部材の準備工程を示す工程断面図である。図１３は、本発明の実施の形態２のテクスチャーの形成工程を模式的に示す工程断面図である。前記実施の形態１では、ウエハカセットが金属不純物イオン３の吸着機能をもつようにしたが、本実施の形態では、別途ＰＴＦＥ板をエッチング槽に浸漬するようにしたものである。
【００５８】
図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、この真空紫外線照射ランプ２０としてはクオークシステムズ製ＱＥＸ−２３０Ｘと指称されるキセノンエキシマランプを用い、ウエハカセットを模擬した１０ｃｍ角型のＰＴＦＥ板６表面に波長１７２ｎｍの真空紫外線Ｌを１０分間照射した。そのＰＴＦＥ板１０枚をテクスチャー処理用の強アルカリ液からなるエッチング液４０を充填したエッチング槽３０中に浸漬した。エッチング液４０としてはＮａＯＨとＩＰＡ各々５％からなるｐＨ１４程度の強アルカリ液を用いた。
【００５９】
そして、このＰＴＦＥ板に対して真空紫外線照射を行った状態と、真空紫外線照射をしない、通常の状態とにおいて、１５ｃｍ角のシリコン基板１を１２枚ずつ３０分程度浸漬するテクスチャー処理を液交換なしで繰り返し実施した場合の反射率のラン依存性を表１に示す。測定は１２枚中の５枚についてランダムに実施している。表１の上段および下段の比較により、真空紫外線照射されたポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））のバーであるＰＴＦＥ板６と共存した、状態でテクスチャーエッチングを行う場合に反射率の増加が抑制されていることがわかる。
【００６０】
【表１】
2013165114.tif 000003
【００６１】
初期ランの場合、図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、ＩＰＡ添加強アルカリ液によって四角錐形状のテクスチャー２をシリコン基板１全面に形成することにより、シリコン基板１表面の反射率を１０％程度まで低下させることができる。ラン回数が増加するにしたがって、図１５（ａ）および（ｂ）に比較例を示すように、テクスチャーエッチング液中の金属不純物イオン３が増加し、エッチングで生成されたナトリウムシリケートとゲルを形成しゲル化された珪酸塩４となり、シリコン基板１表面のテクスチャー２形成を妨げることにより平坦なテクスチャー５が所々に形成されてしまうため反射率が増加してしまう。
【００６２】
このように図１３（ｂ）に示すように、真空紫外線照射し表面に金属不純物イオン３を吸着する能力を備えたＰＴＦＥ板６をシリコン基板１近傍に配置することにより、金属不純物イオン３はＰＴＦＥ板６に効率よく吸着される。したがってシリコン基板１近傍で、金属不純物イオン３の濃度が低下し均一なテクスチャー処理を実現することが可能となり、正常なテクスチャーを形成することができ、反射率の上昇を抑制することができる。
【００６３】
また、処理液中の金属不純物とエッチングされたシリコン濃度を初期液と最終液で比較した結果を表２に示す。金属不純物は希釈後、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ分析）、シリコン濃度は誘導結合プラズマ発光分析（ＩＣＰ−ＡＥＳ分析）で評価した。真空紫外線照射済みのＰＴＦＥ板６と共存しない通常の処理の場合は、特に鉄が処理によって高濃度になっているのに対して真空紫外線照射済みのＰＴＦＥ板６を共存させた場合は金属不純物イオン３の増加が抑制されている。またエッチングされるシリコン濃度が後者でやや増加しており表面エッチング速度の低下が抑制されている。
【００６４】
【表２】
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【００６５】
実施の形態３．
次に本発明の実施の形態３について説明する。図１４（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態３の太陽電池の製造方法における部材の準備工程を示す工程断面図である。真空紫外線照射したＰＴＦＥ板６を共存させた場合でも、処理を重ねるにつれて反射率が大きく増加する場合がある。そのような場合にＰＴＦＥ板６を再生処理するため硝酸５％溶液に１時間浸漬処理した後に、真空紫外線処理を再度実施し、さらに処理を継続させた実験を実施した。結果を表３に示す。酸性溶液で再生処理することにより、反射率の増加が抑制されている。
【００６６】
再生処理は図１４（ａ）〜（ｃ）に示すようにして実施する。まず、ＰＴＦＥ板６を酸処理し、金属不純物イオン３を除去した後、紫外線照射により親水性層１０ａを形成し、再生する。すなわち、金属不純物イオン３を吸着しＰＴＦＥ板６を図１４（ａ）に示すように、硝酸５％溶液に１時間浸漬し、金属不純物を除去する。そして水洗、乾燥後、図１４（ｂ）に示すように、真空紫外線処理を再度実施する。このようにして、図１４（ｃ）に示すように、表面に親水性層１０ａを備えたＰＴＦＥ板６を得る。
【００６７】
このようにして得られたＰＴＦＥ板６を用いて、前記実施の形態２と同様に、テクスチャー処理を実施する。図１３（ｂ）に示すように、真空紫外線照射し表面に金属不純物イオン３を吸着する能力を備えたＰＴＦＥ板６をシリコン基板１近傍に配置することにより、金属不純物イオン３はＰＴＦＥ板６に効率よく吸着される。したがってシリコン基板１近傍で、金属不純物イオン３の濃度が低下し均一なテクスチャー処理を実現することが可能となり、正常なテクスチャーを形成することができ、反射率の上昇を抑制することができる。この結果を表３に示す。
【００６８】
【表３】
2013165114.tif 000005
【００６９】
再生処理前は図１５（ａ）および（ｂ）に示したように、ＰＴＦＥ板６表面の金属不純物吸着能が低下していたのが本実施の形態による再生処理により、また金属不純物イオン吸着能が元の状態に戻ったため（図１４（ａ）および（ｂ））、テクスチャー処理薬液中の金属不純物イオン濃度の増加が抑制され、正常なテクスチャー形成がなされたためと考えられる。
【００７０】
以上のように、テクスチャー処理の継続によって反射率が増加した場合でも、ウエハカセット表面の吸着金属不純物を酸性溶液で除去することにより再度正常なテクスチャー形成が可能となる。
【００７１】
なお、前記実施の形態２，３では、ＰＴＦＥ板をテクスチャー処理のためのエッチング槽３０に浸漬したが、ＰＴＦＥ板に限定されることなく、少なくとも表面が耐エッチング性の高い材料であってかつ真空紫外線照射によって親水性表面を得ることのできる材料であれば、金属、樹脂、セラミックなど適宜選択可能である。また、金属、樹脂、セラミックなどの基材にＰＴＦＥ層をコーティングしたものも有効である。さらにまた、別途浸漬する板だけでなく、ウエハカセットはもとより、エッチング槽内壁の一部あるいはエッチング槽内壁に装着する部材、通電のためにエッチング槽に浸漬する電極部材の一部を真空紫外線によって活性化し親水性層を形成し、金属吸着層として用いるなど、適宜選択可能である。
【００７２】
また、本方法で用いられる真空紫外線は、波長１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であり、この周波数帯は、酸素分子、窒素分子などの吸収帯に相当するため、通常は大気中を透過することはできず、真空中でのみ透過できるとされているものである。人工的な発生源としては、真空中でのアーク放電、シンクロトロン放電などがある。通常用いられる光源としては、前記実施の形態で用いたキセノンエキシマランプのほか、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）やＦ２レーザー（１５７ｎｍ）などがある。
【００７３】
さらにまた、本方法で適用可能な被処理基板としては単結晶および多結晶シリコン基板だけでなく、強アルカリ薬液で処理されるシリコン系基板全般に適用可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように、本発明にかかる太陽電池の製造方法およびウエハカセットは、真空紫外線の照射という極めて簡単な方法で、長期にわたり安定なテクスチャーエッチングを実現することができることから、変換効率の高い太陽電池の製造により適している。
【符号の説明】
【００７５】
１  シリコン基板
２  テクスチャー
３  金属不純物イオン
４  ゲル化した珪酸塩
５  平坦なテクスチャー
６  ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）板
１０  ウエハカセット
１０ａ  親水性層
１１ａ  側面
１１ｂ  リブ
１１ｃ  底面
１２  保持溝
２０  真空紫外線照射ランプ
３０  エッチング槽
４０  エッチング液
Ｌ  紫外線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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