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公開番号2024075805
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-05
出願番号2021057488
出願日2021-03-30
発明の名称太陽電池パネルの製造方法、半導体製造装置、及び光電変換基板の製造方法
出願人株式会社カネカ
代理人個人
主分類H01L 31/0463 20140101AFI20240529BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】強アルカリや強酸等のエッチング液を使用せずとも透明電極層のパターニングができる太陽電池パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】光電変換基板上に所定の形状にパターニングされた電極用レジスト層22を形成する電極用レジスト層形成工程と、光電変換基板と電極用レジスト層22に跨がって透明電極層23を形成する透明電極層形成工程と、電極加熱温度以上に加熱し、電極用レジスト層22の性状を変化させて光電変換基板から電極用レジスト層22上の透明電極層23を剥離する電極剥離工程を含む方法とする。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
光電変換基板上に透明電極層が積層された太陽電池パネルの製造方法であって、
光電変換基板上に所定の形状にパターニングされた電極用レジスト層を形成する電極用レジスト層形成工程と、
前記光電変換基板と前記電極用レジスト層に跨がって前記透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、
第１加熱温度以上に加熱し、前記電極用レジスト層の性状を変化させて前記光電変換基板から前記電極用レジスト層上の透明電極層を剥離する電極剥離工程を含む、太陽電池パネルの製造方法。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記電極用レジスト層は、前記第１加熱温度以上において、以下の（１）又は（２）の特性を有する、請求項１に記載の太陽電池パネルの製造方法。
（１）固体から液体又は気体に変化する。
（２）前記光電変換基板に対する剥離強度が１／１０以下になる。
【請求項３】
前記太陽電池パネルは、前記光電変換基板の裏側主面側に第１電極層と第２電極層が形成されたものであり、
前記第１電極層と前記第２電極層は、前記透明電極層を含み、
前記電極剥離工程において前記第１電極層の透明電極層と前記第２電極層の透明電極層とに分割する、請求項１又は２に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【請求項４】
前記光電変換基板は、半導体基板の第１主面側に第１導電型半導体層と第２導電型半導体層が隣接して形成されており、
前記電極用レジスト層形成工程において、前記第１導電型半導体層と、前記第２導電型半導体層に跨って前記電極用レジスト層を形成する、請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【請求項５】
前記透明電極層は、タングステンドープ酸化インジウムを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【請求項６】
前記光電変換基板は、半導体基板の第１主面上に第１真性半導体層及び第１導電型半導体層が形成された断面構造と、前記半導体基板の前記第１主面上に第２真性半導体層及び第２導電型半導体層が形成された断面構造を有するものであり、
前記半導体基板上に第１真性半導体層を形成する第１真性半導体層形成工程と、
前記第１真性半導体層上に第１導電型半導体層を形成する第１導電型半導体層形成工程と、
前記第１導電型半導体層上に第１半導体用レジスト層を形成する第１半導体用レジスト層形成工程と、
前記半導体基板上から前記第１半導体用レジスト層上に跨って第２真性半導体層を形成する第２真性半導体層形成工程と、
前記第２真性半導体層上に第２導電型半導体層を形成する第２導電型半導体層形成工程と、
第２加熱温度以上に加熱し、前記第１半導体用レジスト層の性状を変化させて前記第１導電型半導体層から前記第１半導体用レジスト層上の前記第２真性半導体層及び前記第２導電型半導体層を剥離する第１剥離工程を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【請求項７】
前記半導体基板上に第２半導体用レジスト層を形成する第２半導体用レジスト層形成工程と、
前記半導体基板上から前記第２半導体用レジスト層上に跨って第１真性半導体層を形成する前記第１真性半導体層形成工程と、
第３加熱温度以上に加熱し、前記第２半導体用レジスト層の性状を変化させて前記半導体基板から前記第２半導体用レジスト層上の前記第１真性半導体層及び前記第１導電型半導体層を剥離する第２剥離工程を含む、請求項６に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【請求項８】
所定の加熱温度で固体から液体又は気体に変化するレジスト層を使用して、半導体基板上に半導体層を形成する半導体製造装置であって、
前記半導体基板上に所定のパターンのレジスト層を形成するレジスト層形成部と、
前記半導体基板上から前記レジスト層に跨がって半導体層を製膜する半導体層形成部と、
前記所定の加熱温度以上に加熱し、前記レジスト層を液体又は気体に変化させる加熱剥離部を備える、半導体製造装置。
【請求項９】
半導体基板の第１主面上に第１真性半導体層及び第１導電型半導体層が形成された断面構造と、前記半導体基板の前記第１主面上に第２真性半導体層及び第２導電型半導体層が形成された断面構造を有する光電変換基板の製造方法であって、
前記半導体基板上に第１真性半導体層を形成する第１真性半導体層形成工程と、
前記第１真性半導体層上に第１導電型半導体層を形成する第１導電型半導体層形成工程と、
前記第１導電型半導体層上に第１半導体用レジスト層を形成する第１半導体用レジスト層形成工程と、
前記半導体基板上から前記第１半導体用レジスト層上に跨って第２真性半導体層を形成する第２真性半導体層形成工程と、
前記第２真性半導体層上に第２導電型半導体層を形成する第２導電型半導体層形成工程と、
第２加熱温度以上に加熱し、前記第１半導体用レジスト層の性状を変化させて前記第１導電型半導体層から前記第１半導体用レジスト層上の前記第２真性半導体層及び前記第２導電型半導体層を剥離する第１剥離工程を含む、光電変換基板の製造方法。
【請求項１０】
半導体基板の第１主面上に第１真性半導体層及び第１導電型半導体層が形成された断面構造と、前記半導体基板の前記第１主面上に第２真性半導体層及び第２導電型半導体層が形成された断面構造を有する光電変換基板の製造方法であって、
前記半導体基板上に第２半導体用レジスト層を形成する第２半導体用レジスト層形成工程と、
前記半導体基板上から前記第２半導体用レジスト層上に跨って第１真性半導体層を形成する第１真性半導体層形成工程と、
前記第１真性半導体層上に前記第１導電型半導体層を形成する第１導電型半導体層形成工程と、
第３加熱温度以上に加熱し、前記第２半導体用レジスト層の性状を変化させて前記半導体基板から前記第２半導体用レジスト層上の前記第１真性半導体層及び前記第１導電型半導体層を剥離する第２剥離工程を含む、光電変換基板の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルの製造方法、半導体製造装置、及び光電変換基板の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、光電変換基板の裏面側に第１電極層と第１電極層に対して対極となる第２電極層が形成されたバックコンタクト型の太陽電池が知られている（例えば、特許文献１）。
特許文献１の太陽電池は、半導体基板の裏面側の第１領域に真性半導体層及びｐ型半導体層が順に積層され、半導体基板の裏面側の第２領域に真性半導体層及びｎ型半導体層が順に積層された光電変換基板を有している。
特許文献１の太陽電池は、光電変換基板の受光面側に真性半導体層と光学調整層が順に積層され、光電変換基板のｐ型半導体層上に透明電極層と金属電極層で構成される第１電極層が積層され、ｎ型半導体層上に透明電極層と金属電極層で構成される第２電極層が積層されている。
特許文献１の太陽電池は、裏面側にのみ電極層が形成されているため、両面に電極層が形成される両面電極型の太陽電池に比べて受光率を大きくできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１５５７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の太陽電池は、スパッタリング法により、半導体基板の裏面側の全面に透明電極層材料膜を製膜し、透明電極層材料膜上にエッチングペーストを塗布してレジスト層を形成する。その後、エッチング液たる塩酸によって透明電極層材料膜のレジスト層からの露出部分を除去し、レジスト層を剥離することで透明電極層をパターニングする。そして、パターン印刷法又は塗布法によって透明電極層上に銀によって構成される金属電極層を形成し、第１電極層および第２電極層を形成している。
すなわち、特許文献１の太陽電池は、透明電極層のパターニングの際に塩酸に浸すので、金属電極層として銀を使用する場合、金属電極層を形成した後に透明電極層のパターニングを行うと、金属電極層の銀成分が塩化銀となり、導電性が低下する。そのため、透明電極層のパターニング後に金属電極層を形成する必要があり、製造工程が複雑になる問題がある。
また、特許文献１の太陽電池は、透明電極層のパターニングの際に塩酸等のエッチング液に浸すと、エッチング液により他の半導体基板や半導体層に影響を与えるおそれもある。そのため、エッチング液に浸さずとも透明電極層のパターニングできる方法の開発が望まれていた。
【０００５】
また、特許文献１の太陽電池は、第２領域における真性半導体層及びｐ型半導体層のパターニングの際に、所定の形状にパターニングした保護層をｐ型半導体層上に形成し、オゾンをフッ酸に溶解させた混合溶液等のエッチング液によって真性半導体層及びｐ型半導体層をパターニングし、保護層をアルカリ溶液で除去している。すなわち、特許文献１の太陽電池は、真性半導体層及びｐ型半導体層のパターニングに際して、強酸で半導体層を除去し、強アルカリによって保護層を除去する。そのため、環境や人体に影響が高い材料を使用する必要があり、エッチング液に使用せずとも半導体層のパターニングできる方法の開発が望まれていた。
【０００６】
そこで、本発明は、強アルカリや強酸等のエッチング液を使用せずとも透明電極層のパターニングができる太陽電池パネルの製造方法、半導体層のパターニングを効率的に行うことができる半導体製造装置、及び強アルカリや強酸等のエッチング液を使用せずとも半導体層のパターニングができる光電変換基板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するための本発明の一つの様相は、光電変換基板上に透明電極層が積層された太陽電池パネルの製造方法であって、光電変換基板上に所定の形状にパターニングされた電極用レジスト層を形成する電極用レジスト層形成工程と、前記光電変換基板と前記電極用レジスト層に跨がって前記透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、第１加熱温度以上に加熱し、前記電極用レジスト層の性状を変化させて前記光電変換基板から前記電極用レジスト層上の透明電極層を剥離する電極剥離工程を含む、太陽電池パネルの製造方法である。
【０００８】
本様相によれば、第１加熱温度以上に加熱して電極用レジスト層の性状を変化させて光電変換基板から電極用レジスト層をその外側に形成された透明電極層ごと剥離するので、エッチング液を使用せずとも透明電極層のパターニングができる。
【０００９】
好ましい様相は、前記電極用レジスト層は、前記第１加熱温度以上において、以下の（１）又は（２）の特性を有することである。
（１）固体から液体又は気体に変化する。
（２）前記光電変換基板に対する剥離強度が１／１０以下になる。
【００１０】
本様相によれば、電極用レジスト層が（１）の特性を有する場合には、固体形状を維持できないので光電変換基板上から剥離しやすく、電極用レジスト層が（２）の特性を有する場合には、ブロアー等による外力によって簡単に光電変換基板から剥離しやすい。
（【００１１】以降は省略されています）

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