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WO2018003141A1 - 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、パッシベーション層付半導体基板の製造方法、太陽電池素子、太陽電池素子の製造方法、及び太陽電池 - Google Patents

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、パッシベーション層付半導体基板の製造方法、太陽電池素子、太陽電池素子の製造方法、及び太陽電池 Download PDF

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WO2018003141A1
WO2018003141A1 PCT/JP2016/086248 JP2016086248W WO2018003141A1 WO 2018003141 A1 WO2018003141 A1 WO 2018003141A1 JP 2016086248 W JP2016086248 W JP 2016086248W WO 2018003141 A1 WO2018003141 A1 WO 2018003141A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
passivation layer
composition
forming
semiconductor substrate
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/086248
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
麻理 清水
野尻　剛
田中　直敬
光祥 濱田
真年 森下
剛 早坂
児玉　俊輔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Publication of WO2018003141A1 publication Critical patent/WO2018003141A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/30—Coatings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a composition for forming a passivation layer, a semiconductor substrate with a passivation layer, a method for manufacturing a semiconductor substrate with a passivation layer, a solar cell element, a method for manufacturing a solar cell element, and a solar cell.
  • a p-type silicon substrate having a textured structure is prepared so as to promote the light confinement effect and increase the efficiency.
  • a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen and oxygen is used at 800 ° C. to 900 ° Several tens of minutes are performed at a temperature to uniformly form the n-type diffusion layer on the surface of the p-type silicon substrate.
  • n-type diffusion layers are formed not only on the light-receiving surface of the p-type silicon substrate but also on the side surface and the back surface. Therefore, side etching is performed to remove the n-type diffusion layer formed on the side surface. Further, the n-type diffusion layer formed on the back surface needs to be converted into a p + -type diffusion layer. For this reason, an aluminum paste containing aluminum powder, a binder, etc. is applied to the whole or a part of the back surface, and this is heat-treated (fired) to form an aluminum electrode, and an n-type diffusion layer is formed as a p + -type diffusion. Ohmic contact is obtained by converting into layers.
  • the aluminum electrode formed from the aluminum paste has low conductivity. Therefore, in order to reduce the sheet resistance of the aluminum electrode, the aluminum electrode generally formed on the entire back surface must have a thickness of about 10 ⁇ m to 20 ⁇ m after heat treatment (firing). Furthermore, since the thermal expansion coefficient differs greatly between silicon and aluminum, a large internal stress is generated in the silicon substrate during the heat treatment (firing) and cooling for forming the aluminum electrode on the silicon substrate. This large internal stress causes crystal grain boundary damage, crystal defect growth and warpage.
  • an aluminum paste is applied to a part of the surface opposite to the light receiving surface of the silicon substrate (hereinafter also referred to as “back surface”) to partially form a p + -type diffusion layer and an aluminum electrode.
  • a point contact technique has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • a SiO 2 film or the like as a back surface passivation layer (see, for example, Patent Document 2).
  • the passivation effect by providing such a SiO 2 film is exhibited by the action of terminating the dangling bonds of silicon atoms in the back surface layer portion of the silicon substrate and reducing the surface state density that causes recombination.
  • Such a passivation effect is generally called a field effect, and an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film or the like has been proposed as a material having a negative fixed charge (see, for example, Patent Document 3).
  • Such a passivation layer is generally formed by a method such as an ALD (Atomic Layer Deposition) method or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method (for example, see Non-Patent Document 1).
  • Non-Patent Document 1 since the method described in Non-Patent Document 1 includes a complicated manufacturing process such as vapor deposition, it may be difficult to improve productivity.
  • the present inventors have studied a passivation layer forming composition containing an aluminum oxide precursor as a simple technique for forming an aluminum oxide layer on a semiconductor substrate.
  • the passivation layer can be formed on the semiconductor substrate by a simple method such as printing.
  • voids may be generated in the formed passivation layer, or a heterogeneous passivation layer may be formed, which may reduce the lifetime of the semiconductor substrate. .
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides a composition for forming a passivation layer capable of forming a passivation layer having excellent denseness and a sufficient passivation effect by a simple technique. Let it be an issue. Moreover, this invention makes it a subject to provide the semiconductor substrate with a passivation layer which has sufficient passivation effect, a solar cell element, and a solar cell. Furthermore, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of the semiconductor substrate with a passivation layer which can form the passivation layer which has sufficient passivation effect by a simple method, and the manufacturing method of a solar cell element.
  • a composition for forming a passivation layer comprising an aluminum oxide precursor and a silicon compound.
  • each R 1 independently represents an alkyl group.
  • n represents an integer of 0 to 3.
  • X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a methylene group.
  • R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
  • composition for forming a passivation layer according to ⁇ 1> or ⁇ 2> wherein the content of the silicon compound is 0.01% by mass to 35% by mass in the composition for forming a passivation layer.
  • ⁇ 4> The composition for forming a passivation layer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the silicon atom content is 0.001% by mass to 15% by mass in the composition for forming a passivation layer. .
  • composition for forming a passivation layer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the silicon compound includes at least one selected from the group consisting of a silicate compound, silicon alkoxide, and silicone oil.
  • composition for forming a passivation layer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the silicon compound includes a silicate compound, and the silicate compound includes a compound represented by the following general formula (II): . Si n O n-1 (RO) 2 (n + 1) (II)
  • R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • n represents an integer of 1 to 10.
  • composition for forming a passivation layer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the silicon compound includes a silicon alkoxide, and the silicon alkoxide includes a silane coupling agent.
  • a passivation layer which is a heat treatment product of the composition for forming a passivation layer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, provided on at least a part of at least one surface of the semiconductor substrate;
  • a semiconductor substrate with a passivation layer is a heat treatment product of the composition for forming a passivation layer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, provided on at least a part of at least one surface of the semiconductor substrate.
  • ⁇ 12> a semiconductor substrate having a pn junction part in which a p-type layer and an n-type layer are pn-junction;
  • a solar cell element having
  • the passivation layer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, provided on at least a part of at least one surface of a semiconductor substrate having a pn junction formed by joining a p-type layer and an n-type layer.
  • the solar cell element according to ⁇ 12> which includes a semiconductor substrate, a heat-treated product layer, and an electrode; A wiring material disposed on the electrode; A solar cell having:
  • this invention it is possible to provide a composition for forming a passivation layer capable of forming a passivation layer having excellent denseness and a sufficient passivation effect by a simple technique. Moreover, this invention can provide the semiconductor substrate with a passivation layer which has sufficient passivation effect, a solar cell element, and a solar cell. Furthermore, this invention can provide the manufacturing method of the semiconductor substrate with a passivation layer which can form the passivation layer which has sufficient passivation effect by a simple method, and the manufacturing method of a solar cell element.
  • a numerical range indicated using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
  • the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of another numerical range.
  • the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the values shown in the examples.
  • the content rate or content of each component in the composition is such that when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition, the plurality of kinds present in the composition unless otherwise specified. It means the total content or content of substances.
  • the term “layer” includes a configuration formed in a part in addition to a configuration formed in the entire surface when observed as a plan view. Further, in this specification, “layer” may be referred to as “film”.
  • composition for forming a passivation layer of this embodiment contains an aluminum oxide precursor and a silicon compound.
  • the composition for forming a passivation layer may further contain other components as necessary.
  • a passivation layer-forming composition containing an aluminum oxide precursor and a silicon compound is applied to a semiconductor substrate to form a composition layer, which is then heat-treated (fired) to provide a passivation layer having an excellent passivation effect.
  • the composition for forming a passivation layer contains a silicon compound
  • the surface tension is controlled, thickness unevenness of the composition layer that is a coating film is suppressed, and variations in the thickness of the formed passivation layer are suppressed.
  • surface tension is controlled, generation
  • the denseness of the passivation layer can be evaluated by visually confirming the occurrence of unevenness and voids from the contrast of the observed image using a transmission electron microscope.
  • the passivation layer forming composition When the passivation layer forming composition is heat-treated (fired), Al 2 O 3 is generated from the aluminum oxide precursor. At this time, Al 2 O 3 starts to be generated from a plurality of starting points, gradually increases to form a phase, and adjacent phases have different crystallinity, generation direction, and the like, so that an interface is formed. For this reason, the interface also occurs between the Al 2 O 3 phase and the Al 2 O 3 phase. For example, when Nb is included in addition to Al, it occurs between the Nb 2 O 5 phase and the AlNbO 4 phase. Can be considered. In some cases, the phase in the passivation layer can be observed from an image of a transmission electron microscope.
  • the passivation layer obtained by heat-treating (firing) the composition for forming a passivation layer may have a plurality of phases and an interface between phases. At this interface, it is assumed that the entry speed of a substance (such as a hydrogen atom) that inhibits the passivation effect existing outside is faster than that in the phase. This phenomenon occurs because the diffusion rate of the substance depends on the density in the moving medium. Since the inside of the phase is filled with the substance, the entry speed of hydrogen atoms from the outside is slow. On the other hand, it can be said that hydrogen atoms and the like easily enter because there are voids, defects, and the like in atomic size as the material changes at the phase interface. For this reason, hydrogen atoms and the like existing outside may be diffused by reaching the substrate through the interface, and as a result, the passivation effect may be reduced.
  • a substance such as a hydrogen atom
  • silicon compound when contained in the composition for forming a passivation layer, it is presumed that when heat treatment (firing), silicon atoms move to the interface and are unevenly distributed there. This is considered to be due to the fact that the atomic radius of silicon atoms is a size that is easy to move in the phase by heat treatment (firing) and that it is suitable for existing at the interface.
  • the silicon atoms present at the interface are considered to fill the voids, defects and the like at the interface, and the entrance rate of hydrogen atoms and the like from the outside is reduced, and it is assumed that a sufficient passivation effect is obtained as a result.
  • the passivation effect of a semiconductor substrate is obtained by reflecting the effective lifetime of minority carriers in a semiconductor substrate on which a passivation layer is formed using a reflection microwave conduction device using a device such as WT-2000PVN (Nihon Semi-Lab Co., Ltd.). It can be evaluated by measuring by the attenuation method.
  • the effective lifetime ⁇ is expressed by the following equation (A) by the bulk lifetime ⁇ b inside the semiconductor substrate and the surface lifetime ⁇ s of the semiconductor substrate surface.
  • ⁇ s becomes long, resulting in a long effective lifetime ⁇ .
  • the bulk lifetime ⁇ b is increased and the effective lifetime ⁇ is increased. That is, by measuring the effective lifetime ⁇ , the interface characteristics between the passivation layer and the semiconductor substrate and the internal characteristics of the semiconductor substrate such as dangling bonds can be evaluated.
  • the composition for forming a passivation layer contains an aluminum oxide precursor.
  • the aluminum compound is not particularly limited as long as it generates aluminum oxide by heat treatment (firing).
  • An aluminum oxide precursor may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
  • the aluminum oxide precursor becomes aluminum oxide (Al 2 O 3 ) by heat treatment (firing). At this time, the formed aluminum oxide tends to be in an amorphous state, and a four-coordinate aluminum oxide layer is easily formed in the vicinity of the interface with the semiconductor substrate. It is considered that due to the four-coordinate aluminum oxide layer, a large negative fixed charge can be provided in the vicinity of the interface with the semiconductor substrate. Thereby, an electric field is generated in the vicinity of the interface with the semiconductor substrate, and the concentration of minority carriers can be reduced. As a result, it is considered that the carrier recombination rate at the interface with the semiconductor substrate is suppressed, and an excellent passivation effect is obtained.
  • Tetracoordinated aluminum oxide is considered to be a structure in which the center of silicon dioxide (SiO 2 ) is isomorphously substituted from silicon to aluminum, and is formed as a negative charge source at the interface between silicon dioxide and aluminum oxide like zeolite and clay. It is known.
  • the state of the formed aluminum oxide can be confirmed by measuring an X-ray diffraction spectrum (XRD, X-ray diffraction). For example, it can be confirmed that the XRD has an amorphous structure by not showing a specific reflection pattern.
  • the negative fixed charge which aluminum oxide has can be evaluated by CV method (Capacitance Voltage measurement).
  • the passivation layer formed from the passivation layer forming composition of the present embodiment has a surface state density obtained by the CV method that is larger than that of an aluminum oxide layer formed by the ALD method or the CVD method. It may become.
  • the passivation layer formed from the composition for forming a passivation layer according to this embodiment has a large electric field effect, the minority carrier concentration decreases and the surface lifetime ⁇ s increases. Therefore, the surface state density is not a relative problem.
  • the aluminum oxide precursor may be liquid or solid. From the viewpoint of the passivation effect and storage stability, when using a liquid medium with stability at normal temperature (for example, 25 ° C.), use an aluminum oxide precursor having good solubility or dispersibility in the liquid medium. Is desirable. By using such an aluminum oxide precursor, the homogeneity of the formed passivation layer is further improved, and a desired passivation effect tends to be stably obtained.
  • an organic aluminum oxide precursor is preferably used, and examples thereof include compounds represented by the following general formula (I) (hereinafter also referred to as “specific aluminum compounds”).
  • the composition for forming a passivation layer may contain a hydrolyzate of a specific aluminum compound.
  • each R 1 independently represents an alkyl group.
  • n represents an integer of 0 to 3.
  • X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a methylene group.
  • R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
  • a plurality of groups represented by the same symbol may be the same or different.
  • each R 1 independently represents an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group represented by R 1 may be linear or branched.
  • the alkyl group represented by R 1 may have a substituent or may be unsubstituted, and is preferably unsubstituted. Examples of the substituent for the alkyl group include an amino group, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a nitro group. Note that the carbon number of the alkyl group represented by R 1 does not include the carbon number of the substituent.
  • the alkyl group represented by R 1 is preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms from the viewpoint of storage stability and a passivation effect, and is an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. It is more preferable.
  • alkyl group represented by R 1 examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, and an n-hexyl group. N-octyl group, 2-ethylhexyl group, 3-ethylhexyl group and the like.
  • n represents an integer of 0 to 3. From the viewpoint of suppressing the occurrence of defects such as gelation and ensuring storage stability over time, n is preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 3, and from the viewpoint of solubility. Is more preferably 1.
  • X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a methylene group. From the viewpoint of storage stability, at least one of X 2 and X 3 is preferably an oxygen atom.
  • R 2 , R 3 and R 4 in the general formula (I) each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, It is more preferably 1 to 4 alkyl groups.
  • the alkyl group represented by R 2 , R 3 and R 4 may be linear or branched.
  • the alkyl group represented by R 2 , R 3 and R 4 may have a substituent or may be unsubstituted, and is preferably unsubstituted. Examples of the substituent for the alkyl group include an amino group, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a nitro group. Note that the carbon number of the alkyl group represented by R 2 , R 3, and R 4 does not include the carbon number of the substituent.
  • R 2 and R 3 in formula (I) are preferably each independently a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Or it is more preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 4 in the general formula (I) is preferably a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms from the viewpoint of storage stability and a passivation effect, and is preferably a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 4 carbon atoms. It is more preferably an unsubstituted alkyl group.
  • alkyl group represented by R 2 , R 3 and R 4 in the general formula (I) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a sec-butyl group.
  • the specific aluminum compound is a compound in which n in the general formula (I) is 0 and R 1 is each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of storage stability and a passivation effect, N in the formula (I) is an integer of 1 to 3, R 1 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and at least one of X 2 and X 3 is an oxygen atom, R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 4 is each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. It is preferable that at least one selected.
  • the specific aluminum compound is a compound in which n in the general formula (I) is 0, and each R 1 is independently an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the general formula (I ) Is an integer of 1 to 3, R 1 is each independently an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and at least one of X 2 and X 3 is an oxygen atom, When R 2 or R 3 bonded to the oxygen atom is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and X 2 or X 3 is a methylene group, R 2 or R 3 bonded to the methylene group is a hydrogen atom. In addition, it is preferable that at least one selected from the group consisting of compounds in which R 4 is a hydrogen atom.
  • the specific aluminum compound has a general formula (I) in which n is 1 to 3, and R 4 is independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A certain compound is preferable.
  • Specific examples of the specific aluminum compound (aluminum trialkoxide) in which n is 0 in the general formula (I) include trimethoxyaluminum, triethoxyaluminum, triisopropoxyaluminum, trisec-butoxyaluminum, monosec-butoxy- Examples thereof include diisopropoxyaluminum, tri-t-butoxyaluminum, and tri-n-butoxyaluminum.
  • n is an integer of 1 to 3
  • specific aluminum compound in the general formula (I) where n is an integer of 1 to 3 include aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate, aluminum methyl acetoacetate diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate), aluminum Examples thereof include monoacetylacetonate bis (ethylacetoacetate) and aluminum tris (acetylacetonate).
  • the specific aluminum compound in which n is an integer of 1 to 3 may be prepared or commercially available.
  • Commercially available products include, for example, trade names of Kawaken Fine Chemical Co., Ltd., ALCH, ALCH-50F, ALCH-75, ALCH-TR, ALCH-TR-20, aluminum chelate M, aluminum chelate D, and aluminum chelate A (W ).
  • the specific aluminum compound in which n is an integer of 1 to 3 can be prepared by mixing an aluminum trialkoxide and a compound having a specific structure having two carbonyl groups.
  • an aluminum trialkoxide and a compound having a specific structure having two carbonyl groups are mixed, at least a part of the alkoxy group of the aluminum trialkoxide is substituted with a compound having a specific structure to form an aluminum chelate structure.
  • a liquid medium may be present, and heat treatment, addition of a catalyst, and the like may be performed.
  • the stability of the specific aluminum compound to hydrolysis and polymerization reaction is improved, and the storage stability of the composition for forming a passivation layer containing this is further improved. To do. Further, the closer the reactivity to a silicon compound described later, the easier it is to form a dense passivation layer.
  • the compound having a specific structure having two carbonyl groups is at least one selected from the group consisting of ⁇ -diketone compounds, ⁇ -ketoester compounds, and malonic acid diesters from the viewpoints of reactivity and storage stability. Is preferred.
  • Specific compounds having two carbonyl groups include, for example, acetylacetone, 3-methyl-2,4-pentanedione, 2,3-pentanedione, 3-ethyl-2,4-pentanedione, 3-butyl-2 , 4-pentanedione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, 2,6-dimethyl-3,5-heptanedione, 6-methyl-2,4-heptanedione, etc.
  • Diketone compounds methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, n-propyl acetoacetate, isopropyl acetoacetate, isobutyl acetoacetate, n-butyl acetoacetate, t-butyl acetoacetate, n-pentyl acetoacetate, isopentyl acetoacetate, acetoacetic acid n-hexyl, n-octyl acetoacetate, n-heptyl acetoacetate, 3-pentyl acetoacetate, 2-acetyl Ethyl heptanoate, ethyl 2-methylacetoacetate, ethyl 2-butylacetoacetate, ethyl hexylacetoacetate, ethyl 4,4-dimethyl-3-oxovalerate, ethyl 4-methyl-3-oxovalerate, ethyl 2-eth
  • the number of aluminum chelate structures is not particularly limited as long as it is 1 to 3. Among these, 1 or 3 is preferable from the viewpoint of storage stability, and 1 is more preferable from the viewpoint of solubility.
  • the number of aluminum chelate structures can be controlled, for example, by appropriately adjusting the ratio of mixing aluminum trialkoxide and a compound capable of forming a chelate with aluminum. Moreover, you may select suitably the compound which has a desired structure from a commercially available aluminum chelate compound.
  • the presence of the aluminum chelate structure and the presence of the alkoxide structure in the specific aluminum compound can be confirmed by a commonly used analysis method. Specifically, it can be confirmed using an infrared spectrum, a nuclear magnetic resonance spectrum, a melting point and the like.
  • the specific aluminum compound represented by the general formula (I) is selected from the group consisting of aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate and triisopropoxyaluminum from the viewpoint of the passivation effect and compatibility with the solvent contained as necessary. It is preferable to contain at least one selected from the group consisting of aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate.
  • the content of the specific aluminum compound in the aluminum oxide precursor is, for example, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and 95 More preferably, it is at least mass%.
  • the content of the aluminum oxide precursor contained in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary.
  • the content of the aluminum oxide precursor is preferably, for example, 0.1% by mass to 60% by mass with respect to the total mass of the composition for forming a passivation layer.
  • the content is more preferably 0.5% by mass to 55% by mass, further preferably 1% by mass to 50% by mass, and particularly preferably 1% by mass to 45% by mass.
  • the composition for forming a passivation layer contains a silicon compound.
  • the silicon compound is passivated by a physical or chemical interaction or chemical bond with a specific aluminum compound in the composition for forming a passivation layer (and, if necessary, a resin, a liquid medium, etc.).
  • the surface tension of the layer forming composition can be controlled. Thereby, the thickness nonuniformity of a composition layer is suppressed and the variation in the thickness of the passivation layer formed is suppressed.
  • generation of voids in the heat-treated product layer (baked product layer) of the composition for forming a passivation layer is suppressed, the denseness of the passivation layer is improved, and a uniform passivation layer is formed. Is obtained.
  • a silicon compound will not be specifically limited if the silicon atom is contained in the molecule
  • the silicon compound is preferably a compound in which an oxygen atom is bonded to a silicon atom from the viewpoint of easy preparation of the composition for forming a passivation layer.
  • the compound in which an oxygen atom is bonded to a silicon atom may form a complex with at least one selected from the group consisting of an organic compound and an inorganic compound.
  • Specific examples of the silicon compound include silicon alkoxides, silicate compounds, and silicone oils and siloxane resins that are compounds having a siloxane bond. Among these, silicon alkoxides, silicate compounds, and silicone oils are preferable.
  • the silicone oil may be a copolymer of a compound having a siloxane bond and another compound.
  • the silicon alkoxide and silicate compound may be oligomers.
  • silicate compound oligomer examples include compounds represented by the following general formula (II). Si n O n-1 (RO) 2 (n + 1) (II)
  • R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • n represents an integer of 1 to 10.
  • the silicate compound include methyl silicate, ethyl silicate, isopropyl silicate, n-propyl silicate, n-butyl silicate, n-pentyl silicate, and acetyl silicate.
  • methyl silicate and its oligomer include methyl silicate 51 manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd. or Colcoat Co., Ltd., methyl silicate 53A manufactured by Colcoat Co., Ltd., and the like.
  • ethyl silicate and oligomers thereof include ethyl silicate 40 of Tama Chemical Co., Ltd.
  • the silicon compound preferably contains a compound represented by the general formula (II).
  • the compound represented by the general formula (II) has a slow reaction with the aluminum oxide precursor in the heat treatment (firing), and the reaction can be suppressed to a specific temperature state.
  • the reaction occurs uniformly, the generation of voids in the heat-treated product layer (baked product layer) is suppressed, and the denseness of the passivation layer is improved.
  • the silicate compound is preferably an ethyl silicate compound or an oligomer of ethyl silicate.
  • the plurality of RO groups possessed by the silicate compound may be the same or different.
  • the RO group preferably includes both a methoxy group and an ethoxy group.
  • the ratio of the equivalent number of methoxy groups to the equivalent number of ethoxy groups is preferably, for example, 30/70 to 70/30 40/60 to 60/40, more preferably 45/55 to 55/45, and the number of equivalents of methoxy group and the number of equivalents of ethoxy group are particularly preferably close to equivalent.
  • An example of a silicate compound having approximately equal amounts of methoxy group and ethoxy group is EMS-485 manufactured by Colcoat Co., Ltd.
  • the silicate compound may be used alone or in combination of two or more.
  • the silicate compound may be used in combination with water, a catalyst, a liquid medium, or the like, if necessary.
  • the silicon alkoxide is not particularly limited as long as it has a silicon atom and an alkoxy group bonded to the silicon atom.
  • Specific examples of the silicon alkoxide include compounds represented by the following general formula (III). R n Si (OR 1 ) 4-n (III)
  • R represents an alkyl group or an aryl group, the alkyl group and the aryl group may have a substituent, and R 1 represents a saturated or unsaturated carbon atom having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 1 represents a saturated or unsaturated carbon atom having 1 to 6 carbon atoms.
  • a hydrogen group or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms substituted with an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms is shown.
  • n represents 1 to 3, and preferably 1 or 2.
  • the alkyl group represented by R in the general formula (III) preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably 1 to 3 carbon atoms.
  • the aryl group represented by R in the general formula (III) preferably has 6 to 14 carbon atoms, and more preferably a phenyl group.
  • examples of the substituent that the alkyl group represented by R may have include a fluorine atom, a (meth) acryloxy group, a vinyl group, an epoxy group, a styryl group, and an amino group.
  • the amino group may further have a substituent, and examples of the amino group having a substituent include an N-2- (aminoethyl) -3-amino group and an N-phenyl-3-amino group.
  • Examples of the saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 1 in the general formula (III) include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl, amyl, cyclohexyl Etc.
  • Examples of the hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms substituted by an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 1 in the general formula (III) include methoxymethyl, methoxyethyl, ethoxymethyl, ethoxyethyl , Methoxypropyl, ethoxypropyl, propoxypropyl and the like.
  • the silicon alkoxide preferably contains a silane coupling agent.
  • the silane coupling agent is not particularly limited as long as it is a compound having a silicon atom, an alkoxy group, and an organic functional group other than the alkoxy group in one molecule.
  • a silane coupling agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • Examples of the silicon alkoxide include the following compounds (a) to (g) containing a silane coupling agent.
  • Silicon alkoxide having (meth) acryloxy group (b) Epoxy group such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane Or a silicon alkoxide having a glycidoxy group (c) N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-amino Silicon alkoxide having amino group such as propyltriethoxysilane (d) Silicon alkoxide having mercapto group such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (e) Methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldi
  • Silicon alkoxide having an alkyl group Silicon alkoxide having a phenyl group such as phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, etc.
  • phenyl group such as phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, etc.
  • g Trifluoropropyltrimethoxy Silicon alkoxide having a trifluoroalkyl group run like
  • the silicon alkoxide preferably includes a silicon alkoxide having an acryloxy group, a methacryloxy group, an epoxy group, an alkyl group, or a trifluoroalkyl group. Silicon alkoxide may be used in combination with water, a catalyst, a liquid medium, or the like, if necessary.
  • Silicone oil is not particularly limited. Specific examples of the silicone oil include dimethyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, methylphenyl silicone oil, alkyl-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, alcohol-modified silicone oil, fluorine-modified silicone oil, amino-modified silicone oil, and mercapto. Modified silicone oil, epoxy modified silicone oil, carboxyl modified silicone oil, higher fatty acid modified silicone oil, carnauba modified silicone oil, amide modified silicone oil, radical reactive group containing silicone oil, terminal reactive silicone oil, ionic group containing silicone oil Etc.
  • the content of the silicon compound is, for example, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, with respect to the total mass of the composition for forming a passivation layer, More preferably, it is at least mass%.
  • the content of the silicon compound is 0.01% by mass or more, the surface tension of the passivation layer forming composition is lowered, and the coatability and printability tend to be improved.
  • the content of the silicon compound is, for example, preferably 35% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and 20% by mass or less with respect to the total mass of the composition for forming a passivation layer. More preferably, it is particularly preferably 10% by mass or less, and from the viewpoint of applicability, it is extremely preferably 8% by mass or less. It exists in the tendency for the passivation effect to be more fully acquired as the content rate of a silicon compound is 35 mass% or less.
  • the silicon atom content in the composition for forming a passivation layer is preferably 0.001% by mass to 15% by mass, more preferably 0.01% by mass to 10% by mass, and 0.05% by mass. More preferably, the content is from 5% to 5% by mass.
  • the composition for forming a passivation layer may further contain another metal compound containing a metal element other than aluminum.
  • the metal compound include metal alkoxides containing metal elements other than aluminum, metal complexes such as chelate complexes, and organometallic compounds.
  • Another metal compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the composition for forming a passivation film contains other metal compounds, a larger negative fixed charge is developed, and the passivation effect tends to be further improved.
  • a passivation layer forming composition containing another metal compound is heat-treated (fired)
  • a composite oxide having a large refractive index may be generated by aluminum and the other metal.
  • the passivation layer containing a complex oxide with a high refractive index improves the power generation performance because sunlight is refracted at the interface with the semiconductor substrate and re-enters the solar cells while preventing the sunlight from escaping to the back side. Tend to.
  • the other metal compound preferably contains a metal alkoxide from the viewpoint of reactivity with the aluminum oxide precursor and the silicon compound.
  • the metal alkoxide is not particularly limited as long as it is a compound obtained by reacting a metal atom with an alcohol.
  • Specific examples of the metal alkoxide include a compound represented by the following general formula (1) (hereinafter also referred to as “compound (1)”) and a compound represented by the following general formula (2) (hereinafter referred to as “formula ( 2) Compound ”).
  • M 1 represents at least one selected from the group consisting of Nb, Ta, VO, Y, and Hf.
  • R 5 each independently represents an alkyl group, an aryl group or an acyl group.
  • p represents the valence of M 1.
  • M 2 represents a metal element having a valence of 1 to 7 (excluding Al, Nb, Ta, VO, Y, and Hf).
  • R 6 represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms substituted with an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • t represents the valence of M 2.
  • M 1 is at least one selected from the group consisting of Nb, Ta, VO, Y, and Hf, and includes a passivation effect, a pattern forming property of the composition for forming a passivation layer, and a passivation. From the viewpoint of workability when preparing the layer forming composition, M 1 is preferably at least one selected from the group consisting of Nb, Ta, and Y. From the viewpoint of the passivation effect, Nb is more preferable.
  • each R 5 independently represents an alkyl group, an aryl group, or an acyl group, and is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, or 1 to 10 carbon atoms.
  • the acyl group is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group represented by R 5 may be linear or branched.
  • the alkyl group and aryl group represented by R 5 may have a substituent or may be unsubstituted, and is preferably unsubstituted.
  • substituent for the alkyl group include an amino group, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a nitro group.
  • substituent for the aryl group include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, an amino group, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a nitro group.
  • the acyl group represented by R 5 includes a carbonyl group moiety and a hydrogen atom directly bonded to a carbon atom of the alkyl group moiety, aryl group moiety or carbonyl group moiety.
  • the alkyl group moiety in the acyl group represented by R 5 may be linear or branched.
  • the alkyl group part and aryl group part in the acyl group represented by R 5 may have a substituent or may be unsubstituted, and is preferably unsubstituted.
  • Examples of the substituent of the alkyl group moiety in the acyl group represented by R 5 include a phenyl group, an amino group, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a nitro group, and an aryl group in the acyl group represented by R 5.
  • Examples of the substituent of the group part include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, an amino group, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a nitro group. Note that the carbon number of the alkyl group and aryl group represented by R 5 does not include the carbon number of the substituent.
  • Examples of the alkyl group represented by R 5 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, Examples thereof include n-octyl group, 2-ethylhexyl group, and 3-ethylhexyl group.
  • Examples of the aryl group represented by R 5 include a phenyl group.
  • Specific examples of the acyl group represented by R 5 include a formyl group, an acetyl group, a benzoyl group, and a 2-ethylhexanoyl group.
  • R 5 is preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • p represents the valence of M 1 .
  • P is preferably 5 when M 1 is Nb, p is preferably 5 when M 1 is Ta, and p is 3 when M 1 is VO.
  • M 1 is Y, p is preferably 3, and when M 1 is Hf, p is preferably 4.
  • a compound in which M 1 is at least one selected from the group consisting of Nb, Ta, and Y, and R 5 is an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable.
  • a compound in which M 1 is Nb and R 5 is an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable.
  • Examples of the compound of formula (1) in which R 5 is an alkyl group include niobium methoxide, niobium ethoxide, niobium isopropoxide, niobium n-propoxide, niobium n-butoxide, niobium t-butoxide, niobium isobutoxide, Tantalum methoxide, tantalum ethoxide, tantalum isopropoxide, tantalum n-propoxide, tantalum n-butoxide, tantalum t-butoxide, tantalum isobutoxide, yttrium methoxide, yttrium ethoxide, yttrium isopropoxide, yttrium n-propoxy Yttrium n-butoxide, yttrium t-butoxide, yttrium isobutoxide, vanadium oxymethoxide, vanadium oxy
  • R 5 is an aryl group
  • Specific examples of the compound of formula (1) in which R 5 is an aryl group include niobium phenoxide, tantalum phenoxide, yttrium phenoxide, hafnium phenoxide, and the like.
  • R 5 is an acyl group
  • niobium formate niobium acetate, niobium 2-ethylhexanoate, tantalum acetate, tantalum 2-ethylhexanoate, yttrium formate, yttrium acetate, yttrium 2-ethylhexanoate
  • hafnium formate hafnium acetate
  • hafnium 2-ethylhexanoate examples include hafnium formate, hafnium acetate, and hafnium 2-ethylhexanoate.
  • a prepared product or a commercially available product may be used.
  • commercially available products include pentamethoxyniobium, pentaethoxyniobium, penta-i-propoxyniobium, penta-n-propoxyniobium, penta-i-butoxyniobium and penta-n-butoxyniobium from High Purity Chemical Laboratory Co., Ltd.
  • Penta-sec-butoxy niobium pentamethoxy tantalum, pentaethoxy tantalum, penta-i-propoxy tantalum, penta-n-propoxy tantalum, penta-i-butoxy tantalum, penta-n-butoxy tantalum, penta-sec-butoxy tantalum Penta-t-butoxytantalum, vanadium (V) trimethoxide oxide, vanadium (V) triethoxide oxide, vanadium (V) tri-i-propoxide oxide, vanadium (V) tri-n-propoxide oxide, vanadium( ) Tri-i-butoxide oxide, vanadium (V) tri-n-butoxide oxide, vanadium (V) tri-sec-butoxide oxide, vanadium (V) tri-t-butoxide oxide, tri-i-propoxy yttrium, tri- n-butoxy yttrium, tetramethoxy
  • Hafnium-tert-butoxide, vanadium oxytriethoxide, vanadium oxytrinormal propoxide, vanadium oxytrinormal butoxide, vanadium oxy from Nichia Corporation Triisobutoxide include vanadium oxy-tri secondary butoxide and the like.
  • the compound of formula (1) is prepared by reacting a halide of a specific metal (M 1 ) with an alcohol in the presence of an inert organic solvent, and further adding ammonia or amines to extract the halogen (Known manufacturing methods such as JP-A-63-227593 and JP-A-3-291247) can be used.
  • a part of the compound of the formula (1) is contained in the composition for forming a passivation layer as a compound having a chelate structure formed by mixing with a compound having a specific structure having two carbonyl groups, like the specific aluminum compound. Also good.
  • the presence of the alkoxide structure in the compound of formula (1) can be confirmed by a commonly used analysis method. For example, it can be confirmed using an infrared spectrum, a nuclear magnetic resonance spectrum, a melting point, or the like.
  • the compound of formula (1) may be solid or liquid at normal temperature (25 ° C.) and is not particularly limited. From the viewpoint of storage stability of the composition for forming a passivation layer and miscibility with other components such as a specific aluminum compound, the compound of formula (1) is preferably liquid at normal temperature (25 ° C.).
  • the content of the compound of the formula (1) contained in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary.
  • the content of the compound of formula (1) is preferably 0.1% by mass to 60% by mass with respect to the total mass of the composition for forming a passivation layer,
  • the content is more preferably 0.5% by mass to 50% by mass, further preferably 1% by mass to 40% by mass, and particularly preferably 1% by mass to 30% by mass.
  • M 2 represents a metal element having a valence of 1 to 7 (excluding Al, Nb, Ta, VO, Y, and Hf).
  • M 2 Li, Na, K , Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ti, B, Zr, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pb
  • at least one metal element selected from the group consisting of Bi is Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ti, B, Zr, Mo, Co, Zn, Pb.
  • at least one metal element selected from the group consisting of Bi and more preferably at least one metal element selected from the group consisting of Ti, Zr and Bi.
  • R 6 represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms substituted with an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • t represents the valence of M 2.
  • Examples of the group represented by R 6 in the general formula (2) include the same groups as the group represented by R 1 in the general formula (III).
  • the content of the other metal compound can be appropriately selected as necessary.
  • the total content of other metal compounds is preferably, for example, 0.1% by mass to 60% by mass with respect to the total mass of the composition for forming a passivation layer.
  • the content is more preferably 0.1% by mass to 50% by mass, further preferably 0.5% by mass to 50% by mass, particularly preferably 0.5% by mass to 30% by mass.
  • a mass% to 20 mass% is very particularly preferred.
  • the composition for forming a passivation layer may further contain a resin.
  • the shape stability of the composition layer formed by applying the composition for forming a passivation layer on a semiconductor substrate is further improved, and the passivation layer is formed in a desired shape. It can be selectively formed at a desired position.
  • the type of resin is not particularly limited.
  • the resin is preferably a resin whose viscosity can be adjusted within a range in which a satisfactory pattern can be formed when the composition for forming a passivation layer is applied onto a semiconductor substrate.
  • Specific examples of the resin include polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyacrylamide derivatives, polyvinylamide, polyvinylamide derivatives, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, polyethylene oxide derivatives, polysulfonic acid, polyacrylamide alkylsulfonic acid, cellulose, and cellulose derivatives (carboxymethylcellulose).
  • Cellulose ethers such as hydroxyethyl cellulose and ethyl cellulose
  • gelatin gelatin derivatives, starch, starch derivatives, sodium alginate, sodium alginate derivatives, xanthan, xanthan derivatives, guar gum, guar gum derivatives, scleroglucan, scleroglucan derivatives, tragacanth, Tragacanth derivative, dextrin, dextrin derivative, (meta)
  • crylic acid resin (meth) acrylic acid ester resin (alkyl (meth) acrylate resin, dimethylaminoethyl (meth) acrylate resin, etc.), butadiene resin, styrene resin, siloxane resin, and copolymers thereof.
  • (meth) acryl means at least one of acryl and methacryl
  • (meth) acrylate means at least one of acrylate and methacrylate.
  • the molecular weight of these resins is not particularly limited, and it is preferable to adjust appropriately in view of the desired viscosity as the composition for forming a passivation layer.
  • the weight average molecular weight of the resin is preferably, for example, 1,000 to 10,000,000, more preferably 1,000 to 5,000,000, from the viewpoint of storage stability and pattern formation. .
  • the weight average molecular weight of resin is calculated
  • the content of the resin in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary.
  • the resin content is preferably 0.1% by mass to 50% by mass with respect to the total mass of the passivation layer forming composition.
  • the resin content is more preferably 0.2% by mass to 25% by mass, and more preferably 0.5% by mass to 20% by mass. Is more preferable, and 0.5 to 15% by mass is particularly preferable.
  • the content ratio of the aluminum oxide precursor and the resin in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary.
  • the content ratio of the resin to the aluminum oxide precursor is preferably 0.001 to 1000, for example, 0.01 to 100 More preferably, it is more preferably 0.1-1.
  • the content of the resin contained in the composition for forming a passivation layer is preferably 0.5% by mass or less, and 0.2% by mass or less. More preferably, it is more preferably 0.1% by mass or less, and it is particularly preferable that the resin is substantially not contained.
  • the composition for forming a passivation layer may use a high boiling point material together with the resin or as a material replacing the resin.
  • the high boiling point material is preferably a compound that is easily vaporized when heated and does not need to be degreased.
  • the high boiling point material has a high viscosity so that the shape can be maintained after the composition for forming a passivation layer is applied to the semiconductor substrate.
  • An example of a material that satisfies these conditions is isobornylcyclohexanol.
  • Isobornyl cyclohexanol is commercially available, for example, as “Telsolve MTPH” (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd., trade name). Isobornyl cyclohexanol has a high boiling point of 308 ° C. to 318 ° C. When it is removed from the composition layer, it does not need to be degreased by heat treatment (firing) like a resin, but is vaporized by heating. Can be eliminated. For this reason, most of the solvent and isobornyl cyclohexanol contained in the composition for forming a passivation layer as necessary can be removed in the drying step after application on the semiconductor substrate.
  • the content of the high boiling point material is, for example, 0.5% by mass to 95% by mass with respect to the total mass of the composition for forming a passivation layer. It is preferably 1% by mass to 90% by mass, more preferably 2% by mass to 80% by mass, and particularly preferably 5% by mass to 80% by mass.
  • the composition for forming a passivation layer may further contain a liquid medium (solvent or dispersion medium).
  • a liquid medium means a medium in a liquid state at room temperature (25 ° C.), except for water.
  • the liquid medium is not particularly limited and can be appropriately selected.
  • the liquid medium is a liquid medium in which an aluminum oxide precursor and a silicon compound (further, the compound of formula (I), the compound of formula (2) and a resin which may be contained if necessary) can be dissolved to form a uniform solution.
  • some specific aluminum compounds easily cause a reaction such as hydrolysis and polymerization reaction to be solidified as they are. However, the reaction is suppressed by being present in the solvent, and the storage stability tends to be improved as compared with the case where the specific aluminum compound is not present in the liquid medium.
  • liquid medium examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, diethyl ketone, Ketone solvents such as di-n-propyl ketone, diisobutyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone; diethyl ether, methyl ethyl ether, methyl-n-propyl Ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, dioxane, dimethyldioxane, ethylene glycol di
  • Phenol solvents such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monophenyl ether Ter, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol, tetraethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, Examples include glycol monoether solvents such as dipropylene glycol monoethyl ether and tripropylene glycol monomethyl ether; terpene solvents such as terpinene, terpineol, myrcene, allocymene, limonene, dipentene, pinene, carvone, oximene, and ferrandrene. These liquid media may be used individually by 1 type, and may use 2 or more
  • the liquid medium preferably contains at least one selected from the group consisting of terpene solvents, ester solvents, and alcohol solvents, and is selected from the group consisting of terpene solvents. More preferably, it contains at least one of the above.
  • the content of the liquid medium is determined in consideration of impartability, pattern formability, and storage stability.
  • the content of the liquid medium is 5% by mass to 98% by mass with respect to the total mass of the composition for forming a passivation layer, from the viewpoint of impartability of the composition for forming a passivation layer and pattern forming properties. It is preferably 10% by mass to 95% by mass.
  • the composition for forming a passivation layer may contain water.
  • an aluminum oxide precursor, a silicon compound, and a compound of formula (1) and a compound of formula (2) contained as necessary is an alkoxy compound (including an acyloxy compound), for forming a passivation layer
  • an alkoxy compound including an acyloxy compound
  • the hydrolyzate may contain a reaction product of an aluminum oxide precursor, a silicon compound, a compound of formula (1) and a compound of formula (2) that are contained as necessary.
  • the hydrolyzate is considered to form a network between metal compounds.
  • this network is easily broken when the composition for forming a passivation layer is flowing, and is re-formed when the composition becomes stationary again.
  • This network increases the viscosity when the composition for forming a passivation layer is stationary, and decreases the viscosity when the composition is flowing.
  • the viscosity ratio at the high shear rate and the low shear rate of the composition for forming a passivation layer, that is, the thixotropy is improved, and the thixotropy necessary for pattern formation is expressed.
  • a composition layer formed by applying a composition for forming a passivation layer with improved thixotropy on a semiconductor substrate has improved shape stability, and the passivation layer is selectively formed at a desired position in a desired shape. Will be able to. Therefore, in the composition for forming a passivation layer containing water, at least one of a thixotropic agent and a resin (hereinafter, at least one of the thixotropic agent and the resin may be referred to as a thixotropic agent) in order to express desired thixotropic properties. Even if a thixotropic agent or the like is used, the amount of addition can be reduced as compared with the conventional passivation layer forming composition.
  • the thixotropic agent When forming a passivation layer using a composition for forming a passivation layer containing a thixotropic agent composed of an organic substance, the thixotropic agent is thermally decomposed and scattered from the passivation layer through a degreasing process. Become. However, a thermal decomposition product such as a thixotropic agent may remain as an impurity in the passivation layer even after a degreasing process, and the remaining thermal decomposition product such as a thixotropic agent may affect the characteristics of the passivation layer.
  • the thixotropic agent when forming a passivation layer using a composition for forming a passivation layer containing a thixotropic agent composed of an inorganic substance, the thixotropic agent may not be scattered and remain in the passivation layer even after a heat treatment (firing) step. is there. The remaining thixotropic agent may affect the properties of the passivation layer.
  • the hydrolyzate of water or the alkoxy compound behaves as a thixotropic agent.
  • Water is more likely to scatter from the passivation layer than a conventional thixotropic agent or the like in a heat treatment (firing) step or the like that is performed when the passivation layer is formed using the passivation layer forming composition. For this reason, it is difficult to cause a decrease in the passivation effect of the passivation layer due to the presence of the residue in the passivation layer.
  • the composition for forming a passivation layer contains water, it is possible to form a passivation layer having excellent pattern forming properties and excellent passivation effect by a simple technique. Moreover, a passivation layer having a desired shape can be formed by using a composition for forming a passivation layer having excellent pattern formability. This makes it possible to manufacture an excellent semiconductor substrate with a passivation layer, a solar cell element, and a solar cell.
  • the water state may be solid or liquid. From the viewpoint of miscibility with the alkoxy compound, water is preferably a liquid.
  • the content of water contained in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary.
  • the water content is preferably, for example, 0.01% by mass or more with respect to the total mass of the composition for forming a passivation layer.
  • the content is more preferably 03% by mass or more, further preferably 0.05% by mass or more, and particularly preferably 0.1% by mass or more.
  • the content rate of water is 80 mass% or less with respect to the total mass of the composition for passivation layer formation from a viewpoint of pattern formation property and a passivation effect, for example, and it is 70 mass% or less. Is more preferably 60% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or less.
  • the amount of water that has acted on the alkoxy compound in the composition for forming a passivation layer can be calculated from the amount of alcohol or carboxylic acid liberated from the alkoxy compound.
  • alcohol or carboxylic acid is liberated from the alkoxy compound.
  • the amount of the released alcohol or carboxylic acid is proportional to the number of functional groups of the alkoxy compound to which water has acted. Therefore, the amount of water that has acted on the alkoxy compound can be calculated by measuring the amount of the liberated alcohol or carboxylic acid. Measurement of the amount of liberated alcohol or carboxylic acid can be confirmed using, for example, gas chromatography mass spectrometry (GC-MS).
  • GC-MS gas chromatography mass spectrometry
  • the content of alcohol or carboxylic acid contained in the composition for forming a passivation layer is, for example, preferably 0.5% by mass to 70% by mass, more preferably 1% by mass to 60% by mass. More preferably, the content is from 50% by mass to 50% by mass.
  • the composition for forming a passivation layer may contain at least one hydrolyzate of an aluminum oxide precursor, and may contain at least one hydrolyzate of a silicon compound, as necessary.
  • at least one hydrolyzate of the compound of the formula (1) may be contained, and at least one hydrolyzate of the compound of the formula (2) may be contained.
  • the hydrolyzate of the aluminum oxide precursor may contain a dehydration condensate of the hydrolyzate of the aluminum oxide precursor, and the hydrolyzate of the silicon compound includes dehydration of the hydrolyzate of the silicon compound.
  • a condensate may be contained, and the hydrolyzate of the compound of formula (1) may contain a dehydration condensate of the hydrolyzate of the compound of formula (1).
  • the decomposition product may contain a dehydration condensate of the hydrolysis product of the compound of formula (2).
  • the content of the aluminum oxide precursor is the total content of the aluminum oxide precursor and the hydrolyzate of the aluminum oxide precursor in the composition for forming the passivation layer.
  • the content of the silicon compound is the total content of the silicon compound and the hydrolyzate of the silicon compound in the composition for forming the passivation layer.
  • the content of the compound of formula (1) is the total content of the compound (1) and the hydrolyzate of the compound of formula (1) in the composition for forming a passivation layer.
  • the content of the compound of the formula (2) is the total content of the compound (2) and the hydrolyzate of the compound of the formula (2) in the composition for forming the passivation layer. Rate.
  • the composition for forming a passivation layer may further contain at least one of an acidic compound and a basic compound.
  • an acidic compound or a basic compound from the viewpoint of storage stability, the content of the acidic compound or the basic compound is, for example, relative to the total mass of the composition for forming a passivation layer Each of them is preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or less.
  • acidic compounds include Bronsted acid and Lewis acid. Specific examples include inorganic acids such as hydrochloric acid and nitric acid; organic acids such as acetic acid.
  • basic compounds include Bronsted bases and Lewis bases.
  • the basic compound include inorganic bases such as alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides, and organic bases such as trialkylamine and pyridine.
  • the composition for forming a passivation layer of the present embodiment may further contain other components that are usually used in the field as necessary, in addition to the above-described components.
  • Other components include, for example, organic fillers, inorganic fillers, thixotropic agents such as organic acid salts, wettability improvers, leveling agents, surfactants, plasticizers, fillers, antifoaming agents, stabilizers, and oxidation.
  • flavor are mentioned.
  • the content of the other components is not particularly limited.
  • each component is added to each of 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total composition for forming a passivation layer. It may be used in an amount of about 01 to 20 parts by mass.
  • Other components may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the viscosity of the composition for forming a passivation layer is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on a method for applying the composition to a semiconductor substrate.
  • the viscosity of the composition for forming a passivation layer can be 0.01 Pa ⁇ s to 10,000 Pa ⁇ s, and is preferably 0.1 Pa ⁇ s to 1000 Pa ⁇ s from the viewpoint of pattern formation.
  • the viscosity is measured with a rotary shear viscometer at 25 ° C. and a shear rate of 1.0 s ⁇ 1 .
  • the shear viscosity of the composition for forming a passivation layer is not particularly limited, and preferably has thixotropy. From the viewpoint of pattern formability, shear viscosity eta 1 at a shear rate of 1.0 s -1, thixotropic index is calculated by dividing the shear viscosity eta 2 at a shear rate of 10s -1 ( ⁇ 1 / ⁇ 2 ) is, For example, it is preferably 1.05 to 100, more preferably 1.1 to 50. In this specification, the shear viscosity is measured at a temperature of 25 ° C. using a rotary shear viscometer equipped with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °).
  • shear viscosity eta 1 at a shear rate of 1.0 s -1 the shear viscosity at a shear rate of 1000 s -1 eta
  • the thixo ratio ( ⁇ 1 / ⁇ 3 ) calculated by dividing by 3 is, for example, preferably from 1.05 to 100, and more preferably from 1.1 to 50.
  • Method for producing a composition for forming a passivation layer There is no restriction
  • it can be produced by mixing an aluminum oxide precursor, a silicon compound, and a resin, a liquid medium, water, and the like contained as necessary by a commonly used mixing method.
  • a composition for forming a passivation layer containing a resin and a liquid medium is prepared, the resin is dissolved or dispersed in the liquid medium, and then the passivation layer is mixed with the aluminum oxide precursor and the silicon compound.
  • a forming composition may be produced.
  • the aluminum oxide precursor When a specific aluminum compound is used as the aluminum oxide precursor, it may be prepared by mixing an aluminum alkoxide and a compound capable of forming a chelate with aluminum. At that time, a liquid medium may be appropriately used or heat treatment may be performed.
  • the components contained in the composition for forming a passivation layer, and the content of each component can be determined by thermal analysis such as a differential thermal-thermogravimetric measuring device (TG / DTA), nuclear magnetic resonance (NMR), infrared spectroscopy ( It can be confirmed by spectral analysis such as IR), chromatographic analysis such as high performance liquid chromatography (HPLC), gel permeation chromatography (GPC) and the like.
  • thermal analysis such as a differential thermal-thermogravimetric measuring device (TG / DTA), nuclear magnetic resonance (NMR), infrared spectroscopy ( It can be confirmed by spectral analysis such as IR), chromatographic analysis such as high performance liquid chromatography (HPLC), gel permeation chromatography (GPC) and the like.
  • the semiconductor substrate with a passivation layer of the present embodiment includes a semiconductor substrate and a passivation layer that is a heat treatment product of the composition for forming a passivation layer of the present embodiment provided on at least a part of at least one surface of the semiconductor substrate.
  • the semiconductor substrate with a passivation layer may further include other components as necessary.
  • the semiconductor substrate with a passivation layer exhibits an excellent passivation effect by having a passivation layer that is a heat-treated product of the composition for forming a passivation layer of the present embodiment.
  • the semiconductor substrate is not particularly limited, and can be appropriately selected from those usually used according to the purpose.
  • the semiconductor substrate for example, a substrate made of silicon, germanium, or the like, doped (diffused) with p-type impurities or n-type impurities can be used.
  • the semiconductor substrate is preferably a silicon substrate. Further, the semiconductor substrate may be a p-type semiconductor substrate or an n-type semiconductor substrate. From the viewpoint of the passivation effect, the surface on which the passivation layer is formed is preferably a semiconductor substrate having a p-type layer.
  • the p-type layer on the semiconductor substrate is a p-type layer derived from the p-type semiconductor substrate
  • the p-type layer is formed on the n-type semiconductor substrate or the p-type semiconductor substrate as a p-type diffusion layer or a p + -type diffusion layer. It may be a thing.
  • the thickness of the semiconductor substrate is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the thickness of the semiconductor substrate can be 50 ⁇ m to 1000 ⁇ m, preferably 75 ⁇ m to 750 ⁇ m.
  • the thickness of the passivation layer formed on the semiconductor substrate is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the average thickness of the passivation layer is preferably 200 nm or less, more preferably 5 nm to 200 nm, still more preferably 10 nm to 190 nm, and particularly preferably 15 nm to 180 nm.
  • the average thickness of the formed passivation layer is calculated as an arithmetic average value by measuring the thickness at nine points by an ordinary method using an automatic ellipsometer (for example, MARY-102 manufactured by Fibrabo).
  • the content of silicon element in the passivation layer is preferably 0.01 atm% or more, more preferably 0.05 atm% or more, further preferably 0.1 atm% or more, and 0.2 atm%. The above is particularly preferable.
  • the content of silicon element in the passivation layer is, for example, preferably 0.01% by mass to 40% by mass, more preferably 0.1% by mass to 35% by mass, and 0.5% by mass to 30% by mass. More preferably, it is mass%.
  • the silicon element content in the passivation layer is determined by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), secondary ion mass spectrometry (SIMS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), or high frequency inductively coupled plasma mass spectrometry ( ICP-MS).
  • EDX energy dispersive X-ray spectroscopy
  • SIMS secondary ion mass spectrometry
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • ICP-MS high frequency inductively coupled plasma mass spectrometry
  • the semiconductor substrate with a passivation layer can be applied to solar cell elements, light emitting diode elements, and the like.
  • a solar cell element excellent in power generation performance can be obtained by applying to a solar cell element.
  • the passivation layer is preferably provided on the light receiving surface side of the solar cell element.
  • the method for manufacturing a semiconductor substrate with a passivation layer of the present embodiment includes a step of forming the composition layer by applying the passivation layer forming composition of the present embodiment to at least a part of at least one surface of the semiconductor substrate; Forming a passivation layer by heat-treating (sintering) the composition layer.
  • the manufacturing method may further include other steps as necessary.
  • the semiconductor substrate to which the composition for forming a passivation layer is applied those described in the above-described semiconductor substrate with a passivation layer can be used.
  • the method for producing a semiconductor substrate with a passivation layer preferably further includes a step of applying an alkaline aqueous solution on the semiconductor substrate before the step of forming the composition layer. That is, it is preferable to wash the surface of the semiconductor substrate with an alkaline aqueous solution before applying the composition for forming a passivation layer on the semiconductor substrate. By washing with an alkaline aqueous solution, organic substances, particles and the like present on the surface of the semiconductor substrate can be removed, and the passivation effect is further improved.
  • the semiconductor substrate can be immersed in a mixed solution of ammonia water and hydrogen peroxide solution and treated at 60 ° C. to 80 ° C. to remove organic substances and particles for cleaning.
  • the washing time is preferably 10 seconds to 10 minutes, and more preferably 30 seconds to 5 minutes.
  • the method for forming the composition layer by applying the passivation layer forming composition on the semiconductor substrate is not particularly limited, and a known coating method or the like may be used. Specific examples include an immersion method, a printing method, a spin coating method, a dispenser method, a brush coating method, a spray method, a doctor blade method, a roll coating method, and an ink jet method. From the viewpoint of pattern formability, a printing method such as screen printing, an ink jet method and the like are preferable, and a screen printing method is more preferable.
  • the amount of the passivation layer forming composition applied to the semiconductor substrate can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the thickness of the passivation layer to be formed can be appropriately adjusted so as to be the above-described desired thickness.
  • a passivation layer is formed on a semiconductor substrate by heat-treating (baking) the composition layer formed by the composition for forming a passivation layer to form a heat-treated material layer (baked material layer) derived from the composition layer.
  • the heat treatment (firing) conditions of the composition layer are not particularly limited as long as the aluminum oxide precursor contained in the composition layer can be converted into aluminum oxide (Al 2 O 3 ) that is the heat treated product (firing product).
  • the heat treatment (firing) conditions that can form an amorphous Al 2 O 3 layer having no specific crystal structure are preferable.
  • the heat treatment (firing) temperature is preferably 400 ° C. to 900 ° C., more preferably 450 ° C. to 800 ° C.
  • the heat treatment (firing) time can be appropriately selected according to the heat treatment (firing) temperature and the like. For example, it is preferably 30 seconds to 10 hours, and more preferably 1 minute to 5 hours.
  • a method for manufacturing a semiconductor substrate with a passivation layer is obtained by applying a composition for forming a passivation layer to a semiconductor substrate to form a composition layer, and then forming the composition layer before the step of forming the passivation layer by heat treatment (firing). You may have further the process of drying. By having a process of drying the composition layer, a passivation layer having a more uniform thickness tends to be formed.
  • the step of drying the composition layer is not particularly limited as long as at least a part of the liquid medium and water that may be contained in the composition for forming a passivation layer can be removed.
  • the drying treatment is preferably a heat treatment at 30 ° C. to 600 ° C. for 5 seconds to 60 minutes, and more preferably a heat treatment at 40 ° C. to 450 ° C. for 30 seconds to 40 minutes.
  • the drying treatment may be performed under normal pressure or under reduced pressure.
  • the method for manufacturing a semiconductor substrate with a passivation layer includes forming the composition layer by applying the composition for forming a passivation layer, and then forming the passivation layer by heat treatment (firing). You may further have the process of degreasing a composition layer before a process. By having a step of degreasing the composition layer, a passivation layer having a more uniform passivation effect can be formed.
  • the step of degreasing the composition layer is not particularly limited as long as at least part of the resin that may be contained in the composition for forming a passivation layer can be removed.
  • the degreasing treatment is preferably, for example, a heat treatment at 30 ° C. to 600 ° C. for 5 seconds to 60 minutes, and more preferably a heat treatment at 40 ° C. to 450 ° C. for 30 seconds to 40 minutes.
  • the degreasing treatment is preferably performed in the presence of oxygen, and more preferably performed in the atmosphere.
  • the solar cell element according to the present embodiment includes a semiconductor substrate having a pn junction part in which a p-type layer and an n-type layer are pn-junction, and at least a part of at least one surface of the semiconductor substrate.
  • the solar cell element may further include other components as necessary.
  • the solar cell element of this embodiment is excellent in power generation performance by having the passivation layer formed from the composition for forming a passivation layer of this embodiment.
  • the details of the semiconductor substrate used in the solar cell element are the same as those of the semiconductor substrate with a passivation layer described above, and the preferred embodiments are also the same.
  • the thickness of the passivation layer in the solar cell element is not particularly limited, and is the same as that of the semiconductor substrate with a passivation layer described above, and the preferred embodiment is also the same.
  • the method for manufacturing a solar cell element of this embodiment is for forming a passivation layer of this embodiment on at least a part of at least one surface of a semiconductor substrate having a pn junction part formed by joining a p-type layer and an n-type layer.
  • the method for manufacturing a solar cell element may further include other steps as necessary.
  • an electrode can be produced by applying an electrode forming paste such as a silver paste or an aluminum paste to a desired region of a semiconductor substrate and performing a heat treatment (firing) as necessary.
  • the surface of the semiconductor substrate on which the passivation layer is provided may be a p-type layer or an n-type layer. From the viewpoint of power generation performance, the surface of the semiconductor substrate is preferably a p-type layer.
  • the details of the method for forming a passivation layer using the composition for forming a passivation layer of the present embodiment are the same as those of the method for manufacturing a semiconductor substrate with a passivation layer described above, and the preferred embodiments are also the same.
  • the manufacturing method of the solar cell element of this embodiment will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this.
  • size of the member in each figure is notional, The relative relationship of the magnitude
  • symbol is attached
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a method for producing a solar cell element having a passivation layer.
  • this process diagram does not limit the present invention at all.
  • the p-type semiconductor substrate 1 is washed with an alkaline aqueous solution to remove organic substances, particles and the like on the surface of the p-type semiconductor substrate 1. Thereby, the passivation effect improves more.
  • a cleaning method using an alkaline aqueous solution a method using generally known RCA cleaning and the like can be mentioned.
  • the surface of the p-type semiconductor substrate 1 is subjected to alkali etching or the like to form irregularities (also referred to as a texture structure) on the surface.
  • irregularities also referred to as a texture structure
  • reflection of sunlight can be suppressed on the light receiving surface side.
  • alkali etching an etching solution composed of NaOH and IPA (isopropyl alcohol) can be used.
  • an n + -type diffusion layer 2 is formed with a thickness on the order of submicrons, and p A pn junction is formed at the boundary with the mold bulk portion.
  • a method for diffusing phosphorus for example, there is a method of performing treatment for several tens of minutes at 800 ° C. to 1000 ° C. in a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen, and oxygen.
  • POCl 3 phosphorus oxychloride
  • a diffusion layer 2 is formed.
  • a PSG (phosphosilicate glass) layer 3 is formed on the n + -type diffusion layer 2. Therefore, side etching is performed to remove the side PSG layer 3 and the n + -type diffusion layer 2.
  • the PSG layer 3 on the light receiving surface and the back surface is removed using an etching solution such as hydrofluoric acid. Further, as shown in FIG. 1 (5), the back surface is separately etched to remove the n + -type diffusion layer 2 on the back surface.
  • an antireflection film 4 made of silicon nitride or the like is provided on the n + -type diffusion layer 2 on the light-receiving surface by a plasma CVD (PECVD) method or the like with a thickness of about 90 nm.
  • PECVD plasma CVD
  • the back surface may be flattened using an aqueous alkali solution such as NaOH.
  • a passivation layer forming composition is applied to a part of the back surface by a screen printing method or the like, followed by heat treatment (baking) at 300 ° C. to 900 ° C. after drying. Layer 5 is formed.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing an example of the formation pattern of the passivation layer on the back surface.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic plan view of a portion A in FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged schematic plan view of a portion B in FIG.
  • the passivation layer 5 on the back surface is a dot-like pattern except for a portion where the back surface output extraction electrode 7 is formed in a later step. Formed with.
  • the pattern of the dot-shaped openings is defined by the dot diameter (La) and the dot interval (Lb), and is preferably arranged regularly.
  • the dot diameter (La) and the dot interval (Lb) can be arbitrarily set. From the viewpoint of suppressing the passivation effect and the recombination of minority carriers, it is preferable that La is 5 ⁇ m to 2 mm and Lb is 10 ⁇ m to 3 mm. It is more preferable that Lb is 10 ⁇ m to 1.5 mm and Lb is 20 ⁇ m to 2.5 mm, and more preferable that La is 20 ⁇ m to 1.3 mm and Lb is 30 ⁇ m to 2 mm.
  • the dot-shaped opening pattern is more regularly arranged in terms of dot diameter (La) and dot interval (Lb). For this reason, recombination of minority carriers is effectively suppressed, and the power generation performance of the solar cell element is improved.
  • FIG. 9 is an enlarged schematic plan view of a portion A in FIG.
  • FIG. 10 is an enlarged schematic plan view of a portion B in FIG.
  • the passivation layer 5 on the back surface is p-type in a line shape except for a portion where the back surface output extraction electrode 7 is formed in a later step.
  • the semiconductor substrate 1 is formed with an exposed pattern.
  • the pattern of the line openings is defined by the line width (Lc) and the line interval (Ld), and is preferably arranged regularly.
  • the line width (Lc) and the line interval (Ld) can be set arbitrarily, but from the viewpoint of suppressing the passivation effect and minority carrier recombination, for example, it is preferable that Lc is 1 ⁇ m to 300 ⁇ m and Ld is 500 ⁇ m to 5000 ⁇ m. More preferably, Lc is 10 ⁇ m to 200 ⁇ m, Ld is 600 ⁇ m to 3000 ⁇ m, Lc is 30 ⁇ m to 150 ⁇ m, and Ld is 700 ⁇ m to 1500 ⁇ m.
  • the composition for forming a passivation layer has an excellent pattern forming property
  • the line width (Lc) and the line interval (Ld) are more regularly arranged in the pattern of the line-shaped openings. For this reason, recombination of minority carriers is effectively suppressed, and the power generation efficiency of the solar cell element is improved.
  • the passivation layer having a desired shape is formed by applying the passivation layer-forming composition to a portion (portion other than the opening) where the passivation layer is to be formed and heat-treating (firing).
  • the passivation layer forming composition is applied to the entire surface, and after heat treatment (firing), the passivation layer in the opening can be selectively removed by laser, photolithography, or the like to form the opening.
  • the composition for forming a passivation layer can be selectively applied by previously masking a portion such as an opening where a composition for forming a passivation layer is not desired to be applied with a mask material.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing an example of the light receiving surface of the solar cell element.
  • the light receiving surface electrode includes a light receiving surface current collecting electrode 8 and a light receiving surface output extraction electrode 9.
  • the width of the light receiving surface current collecting electrode 8 is preferably 10 ⁇ m to 250 ⁇ m
  • the width of the light receiving surface output extraction electrode 9 is preferably 100 ⁇ m to 2 mm.
  • two light receiving surface output extraction electrodes 9 are provided.
  • the number of light receiving surface output extraction electrodes 9 may be three or more.
  • FIG. 11 is a schematic plan view showing an example of the back surface of the solar cell element.
  • the width of the back surface output extraction electrode 7 is not particularly limited, but the width of the back surface output extraction electrode 7 is preferably 100 ⁇ m to 10 mm from the viewpoint of the connectivity of the wiring members in the subsequent manufacturing process of the solar cell.
  • the glass particles contained in the silver electrode paste forming the light receiving surface electrode react with the antireflection film 4 (fire through),
  • the light-receiving surface electrode (light-receiving surface current collecting electrode 8, light-receiving surface output extraction electrode 9) and the n + -type diffusion layer 2 are electrically connected (ohmic contact).
  • the rear surface the portion where the passivation layer 5 of the dot-like or line-like is not formed, by heat treatment (sintering), that the aluminum in the aluminum electrode paste diffuses into the p-type semiconductor substrate 1, p + -type A diffusion layer 10 is formed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another example of a method for manufacturing a solar cell element.
  • the back surface is further removed.
  • the solar cell element can be manufactured in the same manner as in FIG. 1 except that is flattened.
  • a technique such as immersing the back surface of the semiconductor substrate in a mixed solution of nitric acid, hydrofluoric acid, and acetic acid or a potassium hydroxide solution can be used.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another example of a method for manufacturing a solar cell element. This method is the same as the method of FIG. 1 until the step of forming the texture structure, the n + -type diffusion layer 2 and the antireflection film 4 on the p-type semiconductor substrate 1 (FIGS. 3 (19) to (24)). is there.
  • FIG. 6 shows a schematic plan view of another example of the formation pattern of the passivation layer on the back surface.
  • openings are arranged on the entire back surface, and openings are also arranged on the portion where the back surface output extraction electrode is formed in a later step.
  • boron or aluminum is diffused from the portion where the dot-like or line-like passivation layer 5 is not formed on the back surface, and the p + -type diffusion layer 10 is formed.
  • a method of treating at a temperature around 1000 ° C. in a gas containing boron trichloride (BCl 3 ) can be used.
  • the gas diffusion method is the same as in the case of using phosphorus oxychloride, the p + -type diffusion layer 10 is formed on the light-receiving surface, the back surface, and the side surface of the p-type semiconductor substrate 1. Therefore, it is necessary to take measures such as masking the portions other than the openings to prevent boron from diffusing into unnecessary portions of the p-type semiconductor substrate 1.
  • the p + -type diffusion layer 10 when aluminum is diffused when forming the p + -type diffusion layer 10, an aluminum paste is applied to the entire back surface or the opening, and this is heat-treated (fired) at 450 ° C. to 900 ° C.
  • the p + -type diffusion layer 10 can be formed by diffusing, and then a heat-treated product layer (baked product layer) made of an aluminum paste on the p + -type diffusion layer 10 can be etched with hydrochloric acid or the like.
  • the aluminum electrode 11 for backside current collection is formed by physically depositing aluminum on the entire backside.
  • a silver electrode paste containing glass particles is applied to the light receiving surface by screen printing or the like, and a silver electrode paste containing glass particles is applied to the back surface by a screen printing method or the like.
  • the silver electrode paste on the light receiving surface is applied in a pattern according to the shape of the light receiving surface electrode shown in FIG. 4, and the silver electrode paste on the back surface is applied in a pattern according to the shape of the back electrode shown in FIG.
  • the light receiving surface and the back surface are heat-treated (fired) at a temperature of about 450 ° C. to 900 ° C. in air, as shown in FIG.
  • a light receiving surface collecting electrode 8 and a light receiving surface output extraction electrode 9 are formed on the light receiving surface, and a back surface output extraction electrode 7 is formed on the back surface.
  • the light receiving surface electrode and the n + -type diffusion layer 2 are electrically connected, and on the back surface, the back surface collecting aluminum electrode 11 and the back surface output extraction electrode 7 formed by vapor deposition are electrically connected. Connected.
  • the passivation layer is formed after forming the back surface collecting aluminum electrode 6 or 11. 5 may be formed.
  • the passivation layer forming composition is applied to the side surface in addition to the back surface of the p-type semiconductor substrate 1, and this is subjected to heat treatment (
  • the passivation layer 5 may be further formed on the side surface (edge) of the p-type semiconductor substrate 1 by baking (not shown).
  • the passivation layer 5 may be formed by applying the composition for forming a passivation layer of the present embodiment only on the side surface and drying.
  • FIGS. 1 to 3 show an example in which the p-type semiconductor substrate 1 is used as the semiconductor substrate. However, even when an n-type semiconductor substrate is used, a solar cell element having excellent power generation performance can be manufactured according to the above. .
  • the solar cell of the present embodiment includes at least one of the solar cell elements of the present embodiment, and is configured by arranging a wiring material on the electrode of the solar cell element. That is, the solar cell of this embodiment has the solar cell element and a wiring material disposed on the electrode of the solar cell element. If necessary, the solar cell may have a plurality of solar cell elements connected via a wiring material, or may be configured to be sealed with a sealing material.
  • the wiring material and the sealing material are not particularly limited, and can be appropriately selected from those usually used in the industry.
  • the size of the solar cell is not limited and is preferably 0.5 m 2 to 3 m 2 .
  • FIG. 12 shows an example of the structure of a solar cell.
  • the glass plate 16, the sealing material 14, the solar cell element 12 to which the wiring material 13 is connected, the sealing material 14, and the back sheet 15 are superposed in this order.
  • This is vacuum-laminated using a vacuum laminator (for example, LM-50 ⁇ 50, NPC Corporation) so that a part of the wiring member 13 is exposed, and a solar cell is manufactured.
  • a vacuum laminator for example, LM-50 ⁇ 50, NPC Corporation
  • Example 1> Preparation of a composition for forming a passivation layer
  • 12.0 g of aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd., hereinafter abbreviated as ALCH
  • 5.0 g of ethyl silicate and its oligomer Teama Chemical Co., Ltd., silicate 40
  • Tersolve isobornyl 58.0 g of cyclohexanol
  • Tersolve 22.5 g of terpineol
  • Terpineol LW terpineol
  • pure water and kneaded for 5 minutes A composition 1 for forming a passivation layer was prepared.
  • composition 1 for forming a passivation layer obtained above was screen-printed on a silicon substrate (a single-crystal p-type silicon substrate having a mirror shape on the surface, manufactured by SUMCO Corporation, 50 mm square, thickness: 725 ⁇ m). And coated on the entire surface to form a composition layer. The printing of the silicon substrate was continuously performed 10 sheets.
  • the applicability was evaluated by visually confirming the presence or absence of printing unevenness and the number of silicon substrates on which printing unevenness was not confirmed.
  • the evaluation criteria of applicability are as follows. If evaluation was A and B, it was judged that applicability was good.
  • the printing unevenness refers to a state in which the thickness of the composition layer is uneven due to partial poor plate separation when the screen plate is separated from the silicon substrate.
  • the composition 1 for forming a passivation layer was applied to a silicon substrate by the same method as the evaluation of applicability. Then, after drying at 180 ° C. for 2 minutes and then baking at 800 ° C. for 10 minutes, the substrate was allowed to cool at room temperature (25 ° C.) to produce an evaluation substrate.
  • the effective lifetime ( ⁇ s) of the evaluation substrate obtained above was measured by a reflected microwave photoconductive decay method at room temperature (25 ° C.) using a lifetime measurement device (Nippon Semilab Co., Ltd., WT-2000PVN). .
  • substrate was 280 microseconds.
  • the evaluation criteria for effective lifetime are as follows. If evaluation was A and B, it was judged that the effective lifetime was favorable.
  • A 200 ⁇ s or more
  • B Less than 200 ⁇ s and 100 ⁇ s or more
  • C Less than 100 ⁇ s
  • evaluation substrate obtained above was cross-sectional processed by ion milling and observed with a transmission electron microscope (Hitachi High-Technologies Corporation, H-9000NAR). The observation image was visually checked for the presence or absence of contrast.
  • the evaluation criteria for denseness are as follows. If evaluation was A and B, it was judged that denseness was favorable.
  • Example 2 > 12.0 g of ALCH, 0.5 g of ethyl silicate and its oligomer (Tama Chemical Co., Ltd., Silicate 40), 6.0 g of ethyl cellulose (Dow Chemical Co., STD200) and 81.5 g of terpineol are mixed and kneaded for 5 minutes. Then, a composition 2 for forming a passivation layer was prepared. A passivation layer was formed on a silicon substrate in the same manner as in Example 1 except that the composition 2 for forming a passivation layer was used, and evaluation was performed in the same manner. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 12.0 g of ALCH, 5.0 g of 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-5103), 58.0 g of tersolve, 22.5 g of terpineol, and 2.5 g of pure water were mixed. And kneading for 5 minutes to prepare a composition 3 for forming a passivation layer.
  • a passivation layer was formed on a silicon substrate in the same manner as in Example 1 except that the composition 3 for forming a passivation layer was used, and evaluation was performed in the same manner. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 12.0 g of ALCH, 10.0 g of ethyl silicate and its oligomer (Tama Chemical Co., Ltd., silicate 40), 58.0 g of tersolve, 17.5 g of terpineol, 2.5 g of pure water and kneaded for 5 minutes Then, a passivation layer forming composition 4 was prepared. A passivation layer was formed on a silicon substrate in the same manner as in Example 1 except that the composition 4 for forming a passivation layer was used, and evaluation was performed in the same manner. The results are shown in Table 1.
  • Example 5 12.0 g of ALCH, 20.0 g of ethyl silicate and its oligomer (Tama Chemical Co., Ltd., Silicate 40), 55.0 g of tersolve, 10.5 g of terpineol, 2.5 g of pure water, and kneaded for 5 minutes. Then, a composition 5 for forming a passivation layer was prepared. A passivation layer was formed on a silicon substrate in the same manner as in Example 1 except that the composition 5 for forming a passivation layer was used, and evaluation was performed in the same manner. The results are shown in Table 1.
  • Example 6 > 12.0 g of ALCH, 30.0 g of ethyl silicate and its oligomer (Tama Chemical Co., Ltd., silicate 40), 50.0 g of tersolve, 5.5 g of terpineol, 2.5 g of pure water, and kneaded for 5 minutes. Then, a composition 6 for forming a passivation layer was prepared. A passivation layer was formed on a silicon substrate in the same manner as in Example 1 except that the passivation layer forming composition 6 was used, and evaluation was performed in the same manner. The results are shown in Table 1.
  • a composition 7 for forming a passivation layer was prepared by mixing 12.0 g of ALCH, 60.0 g of tersolve, 25.5 g of terpineol and 2.5 g of pure water and kneading for 5 minutes.
  • a passivation layer was formed on a silicon substrate in the same manner as in Example 1 except that the passivation layer forming composition 7 was used, and evaluation was performed in the same manner. The results are shown in Table 1.
  • a passivation layer having an excellent passivation effect can be formed by using the composition for forming a passivation layer of Examples 1 to 6. It can also be seen that the passivation layer forming compositions of Examples 1 to 3 are excellent in coating properties. Furthermore, it can be seen that the passivation layers formed using the compositions for forming a passivation layer of Examples 1 to 6 are excellent in denseness with reduced generation of voids. Furthermore, it can be seen that the method using the composition for forming a passivation layer of Examples 1 to 6 can form a passivation layer having a desired shape by a simple method.
  • 1 p-type semiconductor substrate
  • 2 n + -type diffusion layer
  • 3 PSG (phosphorus silicate glass) layer
  • 4 antireflection film
  • 5 passivation layer
  • 6 aluminum electrode paste, or heat-treated (fired)
  • 7 Back surface output extraction electrode paste, or back surface output extraction electrode obtained by heat treatment (baking)
  • 8 Light receiving surface current collection electrode paste, or light receiving surface current collection obtained by heat treatment (firing)
  • 10 p + type diffusion layer
  • 11 aluminum electrode for backside current collection
  • 12 solar cell element
  • 13 Wiring member
  • 14 Sealing material
  • 15 Back sheet
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Abstract

パッシベーション層形成用組成物は、酸化アルミニウム前駆体と、ケイ素化合物とを含む。

Description

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、パッシベーション層付半導体基板の製造方法、太陽電池素子、太陽電池素子の製造方法、及び太陽電池
　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、パッシベーション層付半導体基板の製造方法、太陽電池素子、太陽電池素子の製造方法、及び太陽電池に関する。
　従来のシリコン太陽電池素子の製造工程の一例について説明する。
　光閉じ込め効果を促して高効率化を図るよう、まず、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、ｐ型シリコン基板の表面に一様に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型シリコン基板の受光面のみならず、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、裏面の全体又は一部に、アルミニウム粉末、バインダー等を含むアルミニウムペーストを付与し、これを熱処理（焼成）することで、アルミニウム電極を形成し、且つｎ型拡散層をｐ＋型拡散層に変換することでオーミックコンタクトを得ている。
　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。そこで、アルミニウム電極のシート抵抗を下げるため、通常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。さらに、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、シリコン基板上にアルミニウム電極を形成するための熱処理（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する。この大きな内部応力は、結晶粒界のダメージ、結晶欠陥の増長及び反りの原因となる。
　この問題を解決するために、アルミニウムペーストの付与量を減らし、アルミニウム電極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付与量を減らすと、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十分となる。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）を達成できず、太陽電池の特性が低下するという問題が生じる場合がある。
　上記に関連して、シリコン基板の受光面とは反対の面（以下、「裏面」ともいう）の一部に、アルミニウムペーストを付与して部分的に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（例えば、特許文献１参照）。
　裏面にポイントコンタクト構造を有する太陽電池の場合、アルミニウム電極を形成していないシリコン基板の裏面表面において、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、ＳｉＯ２膜等を設けることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このようなＳｉＯ２膜を設けることによるパッシベーション効果は、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作用により奏される。
　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させる電界によって、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、負の固定電荷をもつ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 Deposition）法等の方法で形成される（例えば、非特許文献１参照）。
特許第３１０７２８７号公報 特開２００４－６５６５号公報 特許第４７６７１１０号公報
Journal of Applied Physics, 104(2008), 113703-1～113703-7
　しかしながら、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。
　そこで、本発明者等は、半導体基板上に酸化アルミニウム層を形成する簡便な手法として、酸化アルミニウム前駆体を含むパッシベーション層形成用組成物を検討している。パッシベーション層形成用組成物を用いる方法では、印刷等の簡便な方法で半導体基板にパッシベーション層を形成することが可能である。
　しかし、パッシベーション層形成用組成物を用いると、形成されたパッシベーション層中にボイドが発生したり、不均質なパッシベーション層が形成されたりする場合があり、半導体基板のライフタイムが低下することがある。特に、パッシベーション層上に窒化ケイ素膜を形成した半導体基板でライフタイムが低下することが明らかとなっている。
　本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、緻密性に優れ、十分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、本発明は、十分なパッシベーション効果を有する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を提供することを課題とする。さらに、本発明は、十分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簡便な方法で形成可能なパッシベーション層付半導体基板の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法を提供することを課題とする。
　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＞　酸化アルミニウム前駆体と、ケイ素化合物とを含むパッシベーション層形成用組成物。
＜２＞　前記酸化アルミニウム前駆体が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含む＜１＞に記載のパッシベーション層形成用組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　一般式（Ｉ）中、Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基を表す。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。Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す。
＜３＞　前記ケイ素化合物の含有率が、パッシベーション層形成用組成物中、０．０１質量％～３５質量％である＜１＞又は＜２＞に記載のパッシベーション層形成用組成物。
＜４＞　ケイ素原子の含有率が、パッシベーション層形成用組成物中、０．００１質量％～１５質量％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。
＜５＞　前記ケイ素化合物が、シリケート化合物、シリコンアルコキシド及びシリコーンオイルからなる群より選択される少なくとも１種を含む＜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。
＜６＞　前記ケイ素化合物がシリケート化合物を含み、前記シリケート化合物が下記一般式（ＩＩ）で表される化合物を含む＜１＞～＜５＞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。
　ＳｉｎＯｎ－１（ＲＯ）２（ｎ＋１）　　　（ＩＩ）
　一般式（ＩＩ）中、Ｒは炭素数１～８のアルキル基を表す。ｎは１～１０の整数を表す。
＜７＞　前記ケイ素化合物がシリコンアルコキシドを含み、前記シリコンアルコキシドがシランカップリング剤を含む＜１＞～＜６＞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。
＜８＞　樹脂をさらに含有する＜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。
＜９＞　液状媒体をさらに含有する＜１＞～＜８＞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。
＜１０＞　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＞～＜９＞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。
＜１１＞　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＞～＜９＞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。
＜１２＞　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＞～＜９＞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。
＜１３＞　ｐ型層及びｎ型層が接合されてなる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＞～＜９＞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型層及び前記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。
＜１４＞　半導体基板、熱処理物層、及び電極を有する＜１２＞に記載の太陽電池素子と、
　前記電極上に配置される配線材料と、
を有する太陽電池。
　本発明によれば、緻密性に優れ、十分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、本発明は、十分なパッシベーション効果を有する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を提供することができる。さらに、本発明は、十分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簡便な方法で形成可能なパッシベーション層付半導体基板の製造方法、及び太陽電池素子の製造方法を提供することができる。
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。 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。 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。 太陽電池素子の受光面の一例を示す概略平面図である。 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示す概略平面図である。 裏面におけるパッシベーション層の形成パターンの他の一例を示す概略平面図である。 図５のＡ部を拡大した概略平面図である。 図５のＢ部を拡大した概略平面図である。 図５のＡ部を拡大した概略平面図である。 図５のＢ部を拡大した概略平面図である。 太陽電池素子の裏面の一例を示す概略平面図である。 太陽電池の構造の一例を説明する図である。
　以下、本発明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。
　本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
　本明細書において組成物中の各成分の含有率又は含有量は、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の含有率又は含有量を意味する。
　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。また、本明細書において「層」を「膜」と称することがある。
＜パッシベーション層形成用組成物＞
　本実施形態のパッシベーション層形成用組成物は、酸化アルミニウム前駆体と、ケイ素化合物とを含む。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さらに含んでいてもよい。
　酸化アルミニウム前駆体とケイ素化合物と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組成物層を形成し、これを熱処理（焼成）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形成することができる。これは、蒸着装置等を必要としない簡便な方法である。そして、マスク処理等の煩雑な工程を要することなく、所望の形状にパッシベーション層を形成することができる。そのため、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は、生産性に優れる。
　また、パッシベーション層形成用組成物は、ケイ素化合物を含有するため、表面張力が制御され、塗膜である組成物層の厚みムラが抑えられ、形成されるパッシベーション層の厚みのバラつきが抑えられる。そして、表面張力が制御されることから、パッシベーション層形成用組成物の熱処理物層（焼成物層）中でのボイドの発生が抑えられ、パッシベーション層の緻密性が向上し、均質なパッシベーション層が形成されることから、十分なパッシベーション効果が得られる。
　本明細書において、パッシベーション層の緻密性は、透過型電子顕微鏡を用いて、観察画像のコントラストからムラ及びボイドの発生の有無を目視により確認することで評価することができる。
　さらに、パッシベーション層中にケイ素原子が存在することで、パッシベーション効果の低減が抑えられる。その理由は明らかではないが、以下のように考えることができる。
　パッシベーション層形成用組成物を熱処理（焼成）すると、酸化アルミニウム前駆体からＡｌ２Ｏ３が生成する。この際、複数の起点からＡｌ２Ｏ３が生成し始めて、しだいに大きくなって相を形成し、そして隣り合う相どうしでは、互いの結晶度、生成方向等が相違するため、界面が生じる。このため、界面は、Ａｌ２Ｏ３相とＡｌ２Ｏ３相の間でも生じ、例えば、ＡｌのほかにＮｂを含む場合には、Ｎｂ２Ｏ５相とＡｌＮｂＯ４相との間で生じることが考えられる。なお、パッシベーション層中の相は、透過型電子顕微鏡の画像から観察できる場合がある。
　このように、パッシベーション層形成用組成物を熱処理（焼成）して得たパッシベーション層には複数の相が存在し、相と相との界面が存在している場合がある。この界面では、外部に存在するパッシベーション効果を阻害する物質（水素原子等）の物質の進入速度が、相内よりも速いことが想定される。この現象は、物質の拡散速度が、移動媒体中の緻密性に依存するため生じる。相の内部はその物質で満たされていることから外部からの水素原子等の進入速度が遅い。一方、相の界面では、材質の変化に伴って原子サイズでの空隙、欠陥等が存在することから、水素原子等が進入しやすいといえる。そのため、外部に存在する水素原子等は界面を伝って基板まで達して拡散され、結果、パッシベーション効果が低減することが考えられる。
　ここで、パッシベーション層形成用組成物にケイ素化合物を含有させると、熱処理（焼成）した際に、ケイ素原子が界面に移動しそこに偏在すると推察される。これは、ケイ素原子の原子半径が、熱処理（焼成）で相内を移動しやすい大きさであること、また、界面に存在するのに適した大きさであること、によるものと考えられる。界面に存在するケイ素原子は、界面の空隙、欠陥等を埋めると考えられ、外部からの水素原子等の進入速度を低下させ、結果、十分なパッシベーション効果が得られると推察される。
　一般に、パッシベーション層上に窒化ケイ素膜を形成した場合、熱処理（焼成）によって窒化ケイ素膜に含まれる水素原子がパッシベーション層中に侵入しやすくなり、十分なパッシベーション効果が得られにくい。これは、進入した水素原子によって、電荷が消失したり、界面準位が増加したりするためであると推測される。
　しかし、パッシベーション層上に窒化ケイ素膜を形成した場合であっても、パッシベーション層形成用組成物にケイ素化合物を含有させると、上記効果により、十分なパッシベーション効果が得られる。
　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、ＷＴ－２０００ＰＶＮ（日本セミラボ株式会社）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。
　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。
　　１／τ＝１／τｂ＋１／τｓ　（Ａ）　
　なお、実効ライフタイムがより長いことは、少数キャリアの再結合速度がより遅いことを示す。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、発電性能が向上する傾向にある。
（酸化アルミニウム前駆体）
　パッシベーション層形成用組成物は、酸化アルミニウム前駆体を含有する。アルミニウム化合物は、熱処理（焼成）によって、酸化アルミニウムを生成するものであれば特に制限されない。酸化アルミニウム前駆体は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
　酸化アルミニウム前駆体は、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く、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い。この４配位酸化アルミニウム層に起因して、大きな負の固定電荷を半導体基板との界面近辺に有することができると考えられる。これにより、半導体基板との界面近辺で電界が発生し、少数キャリアの濃度を低下させることができる。結果として、半導体基板との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得られると考えられる。
　ここで、４配位酸化アルミニウムの有無は、半導体基板の断面を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ、Scanning Transmission electron Microscope）で観察し、電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ、Electron Energy Loss Spectroscopy）により結合様式を分析することによって確認することができる。４配位酸化アルミニウムは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の中心がケイ素からアルミニウムに同形置換した構造と考えられ、ゼオライト及び粘土のように二酸化ケイ素と酸化アルミニウムの界面で負の電荷源として形成されることが知られている。
　なお、形成された酸化アルミニウムの状態は、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。
　また、酸化アルミニウムが有する負の固定電荷は、ＣＶ法（Capacitance Voltage measurement）で評価することが可能である。
　なお、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は、ＣＶ法から得られるその表面準位密度が、ＡＬＤ法又はＣＶＤ法で形成される酸化アルミニウム層に比べて、大きな値となる場合がある。しかし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は、電界効果が大きいため、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。
　酸化アルミニウム前駆体は、液状であっても固体であってもよい。パッシベーション効果と保存安定性の観点から、常温（例えば、２５℃）での安定性、及び液状媒体を用いる場合には、液状媒体への溶解性又は分散性が良好な酸化アルミニウム前駆体を用いることが望ましい。このような酸化アルミニウム前駆体を用いることで、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傾向にある。
　酸化アルミニウム前駆体としては、有機系の酸化アルミニウム前駆体を用いることが好ましく、例えば、下記一般式（Ｉ）で表される化合物（以下、「特定アルミニウム化合物」ともいう）が挙げられる。パッシベーション層形成用組成物は、特定アルミニウム化合物の加水分解物を含んでいてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　一般式（Ｉ）中、Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基を表す。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。Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す。ここでＲ１～Ｒ４、Ｘ２及びＸ３のいずれかが複数存在する場合、複数存在する同一の記号で表される基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
　一般式（Ｉ）において、Ｒ１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。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。アルキル基の置換基としては、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。なお、Ｒ１で表されるアルキル基の炭素数には、置換基の炭素数は含まれないものとする。
　Ｒ１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。
　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、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔ－ブチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－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。
　一般式（Ｉ）において、ｎは０～３の整数を表す。ゲル化等の不具合の発生を抑制し、経時的な保存安定性を確保する観点からは、ｎは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く、溶解度の観点からは、１であることがさらに好ましい。
　一般式（Ｉ）において、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（Ｉ）におけるＲ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表し、水素原子又は炭素数１～８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のアルキル基であることがより好ましい。Ｒ２、Ｒ３及びＲ４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、Ｒ３及びＲ４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。アルキル基の置換基としては、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。なお、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４で表されるアルキル基の炭素数には、置換基の炭素数は含まれないものとする。
　保存安定性とパッシベーション効果の観点から、一般式（Ｉ）におけるＲ２及びＲ３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（Ｉ）におけるＲ４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。
　一般式（Ｉ）におけるＲ２、Ｒ３及びＲ４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、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔ－ブチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－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。
　特定アルミニウム化合物は、保存安定性及びパッシベーション効果の観点から、一般式（Ｉ）におけるｎが０であって、Ｒ１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、一般式（Ｉ）におけるｎが１～３の整数であって、Ｒ１がそれぞれ独立して炭素数１～４のアルキル基であって、Ｘ２及びＸ３の少なくとも一方が酸素原子であって、Ｒ２及びＲ３がそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１～４のアルキル基であって、Ｒ４がそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１～４のアルキル基である化合物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。
　より好ましくは、特定アルミニウム化合物は、一般式（Ｉ）におけるｎが０であって、Ｒ１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、一般式（Ｉ）におけるｎが１～３の整数であって、Ｒ１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って、Ｘ２及びＸ３の少なくとも一方が酸素原子であって、酸素原子に結合するＲ２又はＲ３が炭素数１～４のアルキル基であって、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Ｒ２又はＲ３が水素原子であって、Ｒ４が水素原子である化合物からなる群より選択される少なくとも１種の場合であることが好ましい。
　キレート化による保存安定性の観点からは、特定アルミニウム化合物は、一般式（Ｉ）におけるｎが１～３であって、Ｒ４がそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１～４のアルキル基である化合物であることが好ましい。
　一般式（Ｉ）において、ｎが０である特定アルミニウム化合物（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ｓｅｃ－ブトキシアルミニウム、モノｓｅｃ－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。
　一般式（Ｉ）において、ｎが１～３の整数である特定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、アルミニウムメチルアセトアセテートジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）等を挙げることができる。
　一般式（Ｉ）において、ｎが１～３の整数である特定アルミニウム化合物は、調製したものでも、市販品でもよい。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、アルミキレートＭ、アルミキレートＤ、及びアルミキレートＡ（Ｗ）を挙げることができる。
　一般式（Ｉ）において、ｎが１～３の整数である特定アルミニウム化合物は、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ことで調製することができる。
　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、特定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。また、後述するケイ素化合物と反応性が近いものほど、緻密なパッシベーション層を形成しやすい傾向にある。
　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択される少なくとも１種であることが好ましい。２つのカルボニル基を有する特定構造の化合物として、例えば、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、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸イソブチル、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、アセト酢酸イソペンチル、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、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジｎ－ブチル、マロン酸ジｔ－ブチル、マロン酸ジｎ－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、ｎ－ブチルマロン酸ジエチル、ｓｅｃ－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のマロン酸ジエステルなどを挙げることができる。
　特定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、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。
　特定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及びアルコキシド構造の存在は、通常用いられる分析方法で確認することができる。具体的には、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。
　一般式（Ｉ）で表される特定アルミニウム化合物は、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、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択される少なくとも１種を含むことが好ましく、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含むことがより好ましい。
　酸化アルミニウム前駆体が特定アルミニウム化合物を含む場合、酸化アルミニウム前駆体中の特定アルミニウム化合物の含有率は、例えば、８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましい。
　パッシベーション層形成用組成物に含まれる酸化アルミニウム前駆体の含有量は、必要に応じて適宜選択することができる。例えば、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、酸化アルミニウム前駆体の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、０．１質量％～６０質量％であることが好ましく、０．５質量％～５５質量％であることがより好ましく、１質量％～５０質量％であることがさらに好ましく、１質量％～４５質量％であることが特に好ましい。
（ケイ素化合物）
　パッシベーション層形成用組成物は、ケイ素化合物を含む。ケイ素化合物は、パッシベーション層形成用組成物中の特定アルミニウム化合物（さらには、必要に応じて含有してもよい樹脂、液状媒体等）との物理的若しくは化学的な相互作用又は化学結合により、パッシベーション層形成用組成物の表面張力を制御することができる。これにより、組成物層の厚みムラが抑えられ、形成されるパッシベーション層の厚みのバラつきが抑えられる。また、パッシベーション層形成用組成物の熱処理物層（焼成物層）中のボイドの発生が抑えられ、パッシベーション層の緻密性が向上し、均質なパッシベーション層が形成されることから、十分なパッシベーション効果が得られる。
　ケイ素化合物は、分子内にケイ素原子が含まれていれば特に限定されない。ケイ素化合物としては、パッシベーション層形成用組成物の調製の容易性の観点から、ケイ素原子に酸素原子が結合する化合物であることが好ましい。ケイ素原子に酸素原子が結合する化合物は、有機化合物及び無機化合物からなる群より選択される少なくとも１種と複合体を形成していてもよい。
　ケイ素化合物として、具体的には、シリコンアルコキシド、シリケート化合物、シロキサン結合を有する化合物である、シリコーンオイル、シロキサン樹脂等を挙げることができ、中でも、シリコンアルコキシド、シリケート化合物及びシリコーンオイルが好ましい。シリコーンオイルは、シロキサン結合を有する化合物と他の化合物との共重合体であってもよい。シリコンアルコキシド及びシリケート化合物は、オリゴマーであってもよい。
　シリケート化合物のオリゴマーとしては、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物が挙げられる。
　ＳｉｎＯｎ－１（ＲＯ）２（ｎ＋１）　　　（ＩＩ）
　一般式（ＩＩ）中、Ｒは炭素数１～８のアルキル基を表す。ｎは１～１０の整数を表す。シリケート化合物としては、例えば、メチルシリケート、エチルシリケート、イソプロピルシリケート、ｎ－プロピルシリケート、ｎ－ブチルシリケート、ｎ－ペンチルシリケート、及びアセチルシリケートが挙げられる。
　また、シリケート化合物の市販品としては、扶桑化学社株式会社、多摩化学工業株式会社、コルコート株式会社等から市販されているものが挙げられる。
　メチルシリケート及びそのオリゴマーの具体例としては、扶桑化学工業株式会社又はコルコート株式会社のメチルシリケート５１、コルコート株式会社製のメチルシリケート５３Ａ等が挙げられる。エチルシリケート及びそのオリゴマーの具体例としては、多摩化学工業株式会社又はコルコート株式会社のエチルシリケート４０、多摩化学工業株式会社のエチルシリケート４５、コルコート株式会社のエチルシリケート２８、エチルシリケート４８等が挙げられる。その他のシリケート及びそのオリゴマーの具体例としては、コルコート株式会社のＮ－プロピルシリケート、Ｎ－ブチルシリケート等が挙げられる。
　熱処理物層（焼成物層）中のボイドの発生を抑え、パッシベーション層の緻密性を向上させる観点からは、ケイ素化合物は、一般式（ＩＩ）で表される化合物を含むことが好ましい。一般式（ＩＩ）で表される化合物は、シリコンアルコキシドに比べて、熱処理（焼成）における酸化アルミニウム前駆体との反応が緩やかであり、特定の温度状態まで反応が抑えられることが考えられる。これにより、反応が均一的に起こり、熱処理物層（焼成物層）中のボイドの発生が抑えられて、パッシベーション層の緻密性が向上するものと推察される。
　パッシベーション層形成用組成物の表面張力を低下させ、印刷性を向上させる観点からは、シリケート化合物としては、エチルシリケート化合物及びエチルシリケートのオリゴマーが好ましい。
　シリケート化合物が有する複数のＲＯ基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。ＲＯ基は、メトキシ基及びエトキシ基の両方を含むことが好ましい。シリケート化合物がメトキシ基及びエトキシ基の両方を有する場合、メトキシ基の当量数とエトキシ基の当量数の比（メトキシ基／エトキシ基）は、例えば、３０／７０～７０／３０であることが好ましく、４０／６０～６０／４０であることがより好ましく、４５／５５～５５／４５であることがさらに好ましく、メトキシ基の当量数とエトキシ基の当量数は、等量に近いことが特に好ましい。メトキシ基とエトキシ基とを約等量で有するシリケート化合物としては、例えば、コルコート株式会社のＥＭＳ－４８５が挙げられる。
　シリケート化合物は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、シリケート化合物は、必要に応じて、水、触媒、液状媒体等と併用してもよい。
　シリコンアルコキシドは、ケイ素原子とケイ素原子に結合しているアルコキシ基とを有していれば、特に限定されない。シリコンアルコキシドの具体例としては、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を挙げることができる。
　　ＲｎＳｉ（ＯＲ１）４－ｎ　　　　（ＩＩＩ）
　一般式（ＩＩＩ）中、Ｒは、アルキル基又はアリール基を示し、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、Ｒ１は、炭素数１～６の飽和若しくは不飽和の炭化水素基、又は炭素数１～６のアルコキシ基で置換された炭素数１～６の炭化水素基を示す。ｎは１～３を表し、１又は２が好ましい。
　一般式（ＩＩＩ）におけるＲで表されるアルキル基は、炭素数が１～６であることが好ましく、１～４であることがより好ましく、１～３であることがさらに好ましい。一般式（ＩＩＩ）におけるＲで表されるアリール基は、炭素数が６～１４であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
　一般式（ＩＩＩ）において、Ｒで表されるアルキル基が有していてもよい置換基としては、フッ素原子、（メタ）アクリロキシ基、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、アミノ基等が挙げられる。アミノ基は更に置換基を有していてもよく、置換基を有するアミノ基としては、Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノ基、Ｎ－フェニル－３－アミノ基等が挙げられる。
　一般式（ＩＩＩ）におけるＲ１で表される炭素数１～６の飽和又は不飽和の炭化水素基としては、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔ－ブチル、アミル、シクロヘキシル等が挙げられる。
　また、一般式（ＩＩＩ）におけるＲ１で表される、炭素数１～６のアルコキシ基で置換された炭素数１～６の炭化水素基としては、メトキシメチル、メトキシエチル、エトキシメチル、エトキシエチル、メトキシプロピル、エトキシプロピル、プロポキシプロピル等が挙げられる。
　印刷性及びパッシベーション層の緻密性の向上の観点からは、シリコンアルコキシドは、シランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤は、一分子中に、ケイ素原子と、アルコキシ基と、アルコキシ基以外の有機官能基とを有する化合物であれば、特に制限されない。シランカップリング剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。シリコンアルコキシドとしては、例えば、シランカップリング剤を含む以下の（ａ）～（ｇ）の化合物が挙げられる。
　（ａ）３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルジメチルジエトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等の（メタ）アクリロキシ基を有するシリコンアルコキシド
　（ｂ）３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシ基又はグリシドキシ基を有するシリコンアルコキシド
　（ｃ）Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３－アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基を有するシリコンアルコキシド
　（ｄ）３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するシリコンアルコキシド
　（ｅ）メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ｎ－プロピルトリメトキシシラン、ｎ－プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、１，６－ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン等のアルキル基を有するシリコンアルコキシド
　（ｆ）フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のフェニル基を有するシリコンアルコキシド
　（ｇ）トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のトリフルオロアルキル基を有するシリコンアルコキシド
　シリコンアルコキシドは、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、エポキシ基、アルキル基、又はトリフルオロアルキル基を有するシリコンアルコキシドを含むことが好ましい。
　また、シリコンアルコキシドは、必要に応じて、水、触媒、液状媒体等と併用してもよい。
　シリコーンオイルは特に限定されない。シリコーンオイルとして具体的には、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル、カルナバ変性シリコーンオイル、アミド変性シリコーンオイル、ラジカル反応性基含有シリコーンオイル、末端反応性シリコーンオイル、イオン性基含有シリコーンオイル等が挙げられる。
　ケイ素化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、０．０１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％以上であることがさらに好ましい。ケイ素化合物の含有率が０．０１質量％以上であると、パッシベーション層形成組成物の表面張力を低下させ、塗布性及び印刷性が向上する傾向にある。
　また、ケイ素化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、３５質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以下であることがさらに好ましく、１０質量％以下であることが特に好ましく、塗布性の観点からは、８質量％以下であることが極めて好ましい。ケイ素化合物の含有率が３５質量％以下であると、パッシベーション効果がより十分に得られる傾向にある。
　パッシベーション層形成用組成物中のケイ素原子の含有率は、０．００１質量％～１５質量％であることが好ましく、０．０１質量％～１０質量％であることがより好ましく、０．０５質量％～５質量％であることがさらに好ましい。
（その他の金属化合物）
　パッシベーション層形成用組成物は、アルミニウム以外の金属元素を含むその他の金属化合物をさらに含有してもよい。金属化合物としては、具体的には、アルミニウム以外の金属元素を含む金属アルコキシド、キレート錯体等の金属錯体、有機金属化合物などが挙げられる。その他の金属化合物は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　パッシベーション膜形成用組成物がその他金属化合物を含有することで、より大きな負の固定電荷を発現するようになり、さらにパッシベーション効果を向上させることができる傾向にある。また、その他の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（焼成）すると、アルミニウムとその他の金属とにより、屈折率の大きな複合酸化物を生成することが可能な場合がある。屈折率の大きな複合酸化物を含有するパッシベーション層は、半導体基板との界面で太陽光が屈折し、太陽光が裏面側に抜けるのを抑えて太陽電池セルに再入射するため、発電性能が向上する傾向がある。
　その他の金属化合物は、酸化アルミニウム前駆体及びケイ素化合物との反応性の観点から、金属アルコキシドを含むことが好ましい。金属アルコキシドは、金属の原子とアルコールとが反応して得られた化合物であれば特に制限されない。金属アルコキシドの具体例としては、下記一般式（１）で表される化合物（以下、「式（１）化合物」ともいう）及び下記一般式（２）で表される化合物（以下、「式（２）化合物」ともいう）を挙げることができる。
　　Ｍ１（ＯＲ５）ｐ　　　　　・・・（１）
　一般式（１）中、Ｍ１は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。Ｒ５はそれぞれ独立してアルキル基、アリール基又はアシル基を表す。ｐはＭ１の価数を表す。
　　Ｍ２(ＯＲ６)ｔ　　（２）
　一般式（２）中、Ｍ２は１～７の価数を有する金属元素（但し、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａ、ＶＯ、Ｙ、及びＨｆを除く）を表す。Ｒ６は炭素数１～６の飽和若しくは不飽和の炭化水素基、又は炭素数１～６のアルコキシ基で置換された炭素数１～６の炭化水素基を表す。ｔはＭ２の価数を表す。
　一般式（１）において、Ｍ１は、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、Ｍ１としては、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パッシベーション効果の観点からＮｂであることがより好ましい。
　上記一般式（１）において、Ｒ５はそれぞれ独立してアルキル基、アリール基、又はアシル基を表し、炭素数１～８のアルキル基、炭素数６～１４のアリール基又は炭素数１～１０のアシル基であることが好ましく、炭素数１～８のアルキル基であることがより好ましく、炭素数１～４のアルキル基であることがさらに好ましい。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。
　Ｒ５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無置換であってもよく、無置換であることが好ましい。アルキル基の置換基としては、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。アリール基の置換基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、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。
　Ｒ５で表されるアシル基は、カルボニル基部分と、アルキル基部分、アリール基部分又はカルボニル基部分の炭素原子に直接結合する水素原子と、を含む。Ｒ５で表されるアシル基におけるアルキル基部分は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。Ｒ５で表されるアシル基におけるアルキル基部分及びアリール基部分は、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。Ｒ５で表されるアシル基におけるアルキル基部分の置換基としては、フェニル基、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、Ｒ５で表されるアシル基におけるアリール基部分の置換基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、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。
　なお、Ｒ５で表されるアルキル基及びアリール基の炭素数には、置換基の炭素数は含まれないものとする。
　Ｒ５で表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔ－ブチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－オクチル基、２－エチルヘキシル基、及び３－エチルヘキシル基が挙げられる。
　Ｒ５で表されるアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。
　Ｒ５で表されるアシル基として具体的には、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基、２－エチルヘキサノイル基等を挙げることができる。
　中でも、パッシベーション効果の観点から、Ｒ５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、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。
　上記一般式（１）において、ｐはＭ１の価数を表す。Ｍ１がＮｂである場合にはｐは５であることが好ましく、Ｍ１がＴａである場合にはｐは５であることが好ましく、Ｍ１がＶＯである場合にはｐは３であることが好ましく、Ｍ１がＹである場合にはｐは３であることが好ましく、Ｍ１がＨｆである場合にはｐは４であることが好ましい。
　式（１）化合物の中でも、Ｍ１が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、Ｒ５が炭素数１～４の無置換のアルキル基である化合物が好ましく、Ｍ１がＮｂであり、Ｒ５が炭素数１～４の無置換のアルキル基である化合物がより好ましい。
　Ｒ５がアルキル基である式（１）化合物としては、例えば、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、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、バナジウムオキシイソプロポキシド、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、バナジウムオキシイソブトキシド、ハフニウムメトキシド、ハフニウムエトキシド、ハフニウムイソプロポキシド、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、及びハフニウムイソブトキシドが挙げられ、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。
　Ｒ５がアリール基である式（１）化合物としては、具体的には、ニオブフェノキシド、タンタルフェノキシド、イットリウムフェノキシド、ハフニウムフェノキシド等を挙げることができる。
　Ｒ５がアシル基である式（１）化合物は、ギ酸ニオブ、酢酸ニオブ、２－エチルヘキサン酸ニオブ、酢酸タンタル、２－エチルヘキサン酸タンタル、ギ酸イットリウム、酢酸イットリウム、２－エチルヘキサン酸イットリウム、ギ酸ハフニウム、酢酸ハフニウム、２－エチルヘキサン酸ハフニウム等を挙げることができる。
　式（１）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－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が挙げられる。
　式（１）化合物の調製には、特定の金属（Ｍ１）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）等の既知の製法を用いることができる。
　式（１）化合物の一部は、特定アルミニウム化合物と同様に、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。
　式（１）化合物におけるアルコキシド構造の存在は、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。
　式（１）化合物は、常温（２５℃）で固体であっても液体であってもよく、特に制限されない。パッシベーション層形成用組成物の保存安定性、及び特定アルミニウム化合物等の他の成分との混合性の観点から、式（１）化合物は、常温（２５℃）で液体であることが好ましい。
　パッシベーション層形成用組成物に含まれる式（１）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。保存安定性及びパッシベーション効果の観点から、式（１）化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、０．１質量％～６０質量％であることが好ましく、０．５質量％～５０質量％であることがより好ましく、１質量％～４０質量％であることがさらに好ましく、１質量％～３０質量％であることが特に好ましい。
　一般式（２）において、Ｍ２は１～７の価数を有する金属元素（但し、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａ、ＶＯ、Ｙ、及びＨｆを除く）を表す。具体的に、Ｍ２としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ、及びＢｉからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素が挙げられる。このうち、太陽電池素子を構成した場合の発電効率の観点から、Ｍ２は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｐｂ、及びＢｉからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素であることが好ましく、Ｔｉ、Ｚｒ及びＢｉからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素であることがより好ましい。
　一般式（２）において、Ｒ６は炭素数１～６の飽和若しくは不飽和の炭化水素基、又は炭素数１～６のアルコキシ基で置換された炭素数１～６の炭化水素基を表す。ｔはＭ２の価数を表す。
　上記一般式（２）においてＲ６で表される基としては、一般式（ＩＩＩ）においてＲ１で表される基と同様の基が挙げられる。
　パッシベーション層形成用組成物がその他の金属化合物を含有する場合、その他の金属化合物の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。保存安定性及びパッシベーション効果の観点から、その他の金属化合物の合計の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、０．１質量％～６０質量％であることが好ましく、０．１質量％～５０質量％であることがより好ましく、０．５質量％～５０質量％であることがさらに好ましく、０．５質量％～３０質量％であることが特に好ましく、１質量％～２０質量％であることが極めて好ましい。
（樹脂）
　パッシベーション層形成用組成物は、樹脂をさらに含有してもよい。パッシベーション層形成用組成物が樹脂を含有することで、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所望の形状で所望の位置に選択的に形成することができる。
　樹脂の種類は特に制限されない。樹脂は、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ものが好ましい。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種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　本明細書において「（メタ）アクリル」はアクリル及びメタクリルの少なくとも一方を意味し、「（メタ）アクリレート」はアクリレート及びメタクリレートの少なくとも一方を意味する。
　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。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、例えば、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。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。
　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に対して、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％であることがさらに好ましく、０．５質量％～１５質量％であることが特に好ましい。
　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における酸化アルミニウム前駆体と樹脂の含有比率は、必要に応じて適宜選択することができる。パターン形成性と保存安定性の観点からは、酸化アルミニウム前駆体に対する樹脂の含有比率（樹脂／酸化アルミニウム前駆体）は、例えば、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であることがさらに好ましい。
　なお、後述のように、パッシベーション層形成用組成物が水を含有する場合、チキソ性が向上することから、樹脂を含有させなくてもよい。そこで、パッシベーション層形成用組成物が水を含有する場合の、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％以下であることが好ましく、０．２質量％以下であることがより好ましく、０．１質量％以下であることがさらに好ましく、実質的に樹脂を含有しないことが特に好ましい。
（高沸点材料）
　パッシベーション層形成用組成物は、樹脂と共に又は樹脂に代わる材料として、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、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で形状が維持できるよう、高沸点材料は、粘度が高いことが好ましい。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。
　イソボルニルシクロヘキサノールは、例えば、「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、半導体基板上に付与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。
　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に対して、例えば、０．５質量％～９５質量％であることが好ましく、１質量％～９０質量％であることがより好ましく、２質量％～８０質量％であることがさらに好ましく、５質量％～８０質量％であることが特に好ましい。
（液状媒体）
　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）をさらに含有してもよい。本明細書において、液状媒体とは、室温（２５℃）において液体の状態の媒体をいい、但し、水を除く。
　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、付与性がより向上し、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傾向にある。
　液状媒体としては特に制限されず、適宜選択することができる。液状媒体は、酸化アルミニウム前駆体及びケイ素化合物（さらには、必要に応じて含有してもよい式（Ｉ）化合物、式（２）化合物及び樹脂）を溶解して均一な溶液となり得る液状媒体を含むことが好ましく、有機溶剤の少なくとも１種を含むことがより好ましい。
　なお、特定アルミニウム化合物には、そのままの状態では加水分解、重合反応等の反応を容易に起こして固化しやすいものがある。しかし、溶媒中に存在させることによって反応が抑制され、特定アルミニウム化合物を液状媒体中に存在させない場合に比べて、保存安定性が向上する傾向がある。
　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－ｎ－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－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、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸イソブチル、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－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、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ－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、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、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；クレゾール等のフェノール系溶剤；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；などが挙げられる。これらの液状媒体は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　半導体基板への付与性及びパターン形成性の観点から、液状媒体は、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択される少なくとも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択される少なくとも１種を含むことがより好ましい。
　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、パッシベーション層形成用組成物の付与性とパターン形成性の観点からは、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、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。
（水）
　パッシベーション層形成用組成物は、水を含有してもよい。例えば、酸化アルミニウム前駆体、ケイ素化合物、並びに、必要に応じて含有される式（１）化合物、及び式（２）化合物の少なくとも１つがアルコキシ化合物（アシルオキシ化合物を含む）の場合、パッシベーション層形成用組成物に水を添加することで加水分解が進行して加水分解物が形成される。加水分解物は、酸化アルミニウム前駆体と、ケイ素化合物と、必要に応じて含有される式（１）化合物と、式（２）化合物との反応物を含んでいてもよい。
　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の高せん断速度時と低せん断速度時の粘度比、すなわちチキソ比が向上し、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。
　チキソ性が向上した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して形成される組成物層は、形状安定性がより向上し、パッシベーション層を所望の形状で所望の位置に選択的に形成することができるようになる。そのため、水を含む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に影響をおよぼす場合がある。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ことがある。残存したチキソ剤がパッシベーション層の特性に影響をおよぼす場合がある。
　一方、水を含むパッシベーション層形成用組成物においては、水がアルコキシ化合物に作用することで、水又はアルコキシ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。
　以上のように、パッシベーション層形成用組成物が水を含むことで、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。また、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。
　水の状態は、固体であっても液体であってもよい。アルコキシ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。
　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、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、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、０．０１質量％以上であることが好ましく、０．０３質量％以上であることがより好ましく、０．０５質量％以上であることがさらに好ましく、０．１質量％以上であることが特に好ましい。
　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、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、例えば、８０質量％以下であることが好ましく、７０質量％以下であることがより好ましく、６０質量％以下であることがさらに好ましく、５０質量％以下であることが特に好ましい。
　パッシベーション層形成用組成物中でアルコキシ化合物に作用した水の量は、アルコキシ化合物から遊離したアルコール又はカルボン酸の量から算出できる。アルコキシ化合物に水が作用する際、アルコキシ化合物からアルコール又はカルボン酸が遊離する。この遊離したアルコール又はカルボン酸の量は水が作用したアルコキシ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又はカルボン酸の量を測定することで、アルコキシ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又はカルボン酸の量の測定は、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。
　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又はカルボン酸の含有率は、例えば、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％であることがさらに好ましい。
　以上から、パッシベーション層形成用組成物は、酸化アルミニウム前駆体の少なくとも１種の加水分解物を含んでいてもよく、ケイ素化合物の少なくとも１種の加水分解物を含んでいてもよく、必要に応じて、式（１）化合物の少なくとも１種の加水分解物を含んでいてもよく、式（２）化合物の少なくとも１種の加水分解物を含んでいてもよい。
　なお、酸化アルミニウム前駆体の加水分解物には、酸化アルミニウム前駆体の加水分解物の脱水縮合物が含まれていてもよく、ケイ素化合物の加水分解物には、ケイ素化合物の加水分解物の脱水縮合物が含まれていてもよく、式（１）化合物の加水分解物には、式（１）化合物の加水分解物の脱水縮合物が含まれていてもよく、式（２）化合物の加水分解物には、式（２）化合物の加水分解物の脱水縮合物が含まれていてもよい。
　水を含むパッシベーション層形成用組成物において、酸化アルミニウム前駆体の含有率は、パッシベーション層形成用組成物中における酸化アルミニウム前駆体及び酸化アルミニウム前駆体の加水分解物の合計の含有率である。さらに、水を含むパッシベーション層形成用組成物において、ケイ素化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物中におけるケイ素化合物及びケイ素化合物の加水分解物の合計の含有率である。さらに、水を含むパッシベーション層形成用組成物において、式（１）化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物中における式（１）化合物及び式（１）化合物の加水分解物の合計の含有率である。さらに、水を含むパッシベーション層形成用組成物において、式（２）化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物中における式（２）化合物及び式（２）化合物の加水分解物の合計の含有率である。
（酸性化合物及び塩基性化合物）
　パッシベーション層形成用組成物は、酸性化合物及び塩基性化合物の少なくとも一方をさらに含有してもよい。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は、酸性化合物又は塩基性化合物の含有率は、例えば、パッシベーション層形成用組成物の総質量に対して、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。
（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、上述の成分に加え、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さらに含んでもよい。
　その他の成分としては、例えば、有機フィラー、無機フィラー、有機酸塩等のチキソ性付与剤、濡れ性向上剤、レベリング剤、界面活性剤、可塑剤、充填剤、消泡剤、安定剤、酸化防止剤、及び香料が挙げられる。
　パッシベーション層形成用組成物がその他の成分を含有する場合、その他の成分の含有量は特に制限されず、例えば、パッシベーション層形成用組成物の総量１００質量部に対して、各成分をそれぞれ０．０１質量部～２０質量部程度の量で使用してもよい。その他の成分は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
（物性値）
　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～１００００Ｐａ・ｓとすることができ、パターン形成性の観点から、０．１Ｐａ・ｓ～１０００Ｐａ・ｓとすることが好ましい。
　なお、本明細書において、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。
　パッシベーション層形成用組成物のせん断粘度は特に制限されず、チキソ性を有していることが好ましい。パターン形成性の観点からは、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、例えば、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、本明細書において、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。
　一方、パッシベーション層形成用組成物が樹脂の代わりに高沸点材料を含む場合、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１０００ｓ－１におけるせん断粘度η３で除して算出されるチキソ比（η１／η３）が、例えば、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。
（パッシベーション層形成用組成物の製造方法）
　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、酸化アルミニウム前駆体と、ケイ素化合物と、必要に応じて含有される樹脂、液状媒体、水等とを、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。樹脂と液状媒体とを含有するパッシベーション層形成用組成物を調製する場合には、樹脂を液状媒体に溶解又は分散させた後、これと酸化アルミニウム前駆体及びケイ素化合物を混合することで、パッシベーション層形成用組成物を製造してもよい。
　酸化アルミニウム前駆体として、特定アルミニウム化合物を用いる場合、アルミニウムアルコキシドと、アルミニウム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、適宜液状媒体を用いても、加熱処理を行ってもよい。
　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－熱重量同時測定装置（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。
＜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。パッシベーション層付半導体基板は、必要に応じてその他の構成要素をさらに有していてもよい。
　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。
　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。半導体基板としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム等の基板に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。半導体基板は、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。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。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。
　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。
　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、パッシベーション層の平均厚みは、２００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ～２００ｎｍであることがより好ましく、１０ｎｍ～１９０ｎｍであることがさらに好ましく、１５ｎｍ～１８０ｎｍであることが特に好ましい。
　なお、形成されたパッシベーション層の平均厚みは、自動エリプソメータ（例えば、ファイブラボ社、ＭＡＲＹ－１０２）を用いて常法により、９点の厚みを測定し、その算術平均値として算出される。
　パッシベーション層中のケイ素元素の含有率は、０．０１ａｔｍ％以上であることが好ましく、０．０５ａｔｍ％以上であることがより好ましく、０．１ａｔｍ％以上であることがさらに好ましく、０．２ａｔｍ％以上であることが特に好ましい。
　パッシベーション層におけるケイ素元素の含有率は、例えば、０．０１質量％～４０質量％であることが好ましく、０．１質量％～３５質量％であることがより好ましく、０．５質量％～３０質量％であることがさらに好ましい。
　パッシベーション層中のケイ素元素の含有率は、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、又は高周波誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ－ＭＳ）により測定することができる。
　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発電性能に優れた太陽電池素子を得ることができる。パッシベーション層付半導体基板を太陽電池素子に適用する場合、パッシベーション層は太陽電池素子の受光面側に設けられることが好ましい。
＜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さら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、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。
　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、前述のパッシベーション層付半導体基板で説明したものを用いることができる。
　パッシベーション層付半導体基板の製造方法は、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さらに有することが好ましい。すなわち、半導体基板上に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、半導体基板の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、アンモニア水と過酸化水素水と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できる。洗浄時間は、例えば、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。
　半導体基板上に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は特に制限はなく、公知の塗布方法等を用いてもよい。具体的には、浸漬法、印刷法、スピンコート法、ディスペンサー法、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、インクジェット法等を挙げることができる。パターン形成性の観点から、スクリーン印刷等の印刷法、インクジェット法などが好ましく、スクリーン印刷法がより好ましい。
　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みが、前述の所望の厚みとなるように適宜調整することができる。
　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、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酸化アルミニウム前駆体をその熱処理物（焼成物）である酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）に変換可能であれば特に制限されない。中でも、特定の結晶構造を持たないアモルファス状のＡｌ２Ｏ３層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Ａｌ２Ｏ３層で構成されることで、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が得られる傾向にある。具体的には、熱処理（焼成）温度は、４００℃～９００℃であることが好ましく、４５０℃～８００℃であることがより好ましい。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、３０秒～１０時間であることが好ましく、１分～５時間であることがより好ましい。
　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半導体基板に付与して組成物層を形成した後、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、組成物層を乾燥処理する工程をさら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、より厚みの揃ったパッシベーション層が形成される傾向にある。
　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及び水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℃～６００℃で５秒間～６０分間の加熱処理であることが好ましく、４０℃～４５０℃で３０秒間～４０分間の加熱処理であることがより好ましい。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。
　パッシベーション層形成用組成物が樹脂を含む場合、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て組成物層を形成した後、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、組成物層を脱脂処理する工程をさら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。
　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、３０℃～６００℃で５秒間～６０分間の加熱処理であることが好ましく、４０℃～４５０℃で３０秒間～４０分間の熱処理であることがより好ましい。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。
＜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。太陽電池素子は、必要に応じてその他の構成要素をさら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、発電性能に優れる。
　太陽電池素子で用いる半導体基板の詳細は、既述のパッシベーション層付半導体基板の場合と同様であり、好ましい態様も同様である。太陽電池素子におけるパッシベーション層の厚みは、特に制限されず、既述のパッシベーション層付半導体基板の場合と同様であり、好ましい態様も同様である。
　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の正方形であることが好ましい。
＜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。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さらに有していてもよい。
　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、発電性能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、生産性が向上する。
　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）することで電極を作製することができる。
　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。発電性能の観点から、半導体基板の面は、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。
　次に図面を参照しながら本実施形態の太陽電池素子の製造方法について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、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じて同じ符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。
　図１は、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。
　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。
　その後、図１（２）に示すように、ｐ型半導体基板１の表面にアルカリエッチング等を施し、表面に凹凸（テクスチャー構造ともいう）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。なお、アルカリエッチングには、ＮａＯＨとＩＰＡ（イソ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。
　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み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。
　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℃で数十分間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（おもて面）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。
　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。さらに裏面については、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。
　そして、図１（６）に示すように、受光面のｎ＋型拡散層２上に、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）法等によって、窒化ケイ素等の反射防止膜４を厚み９０ｎｍ前後で設ける。
　また、裏面については、ＮａＯＨ等のアルカリ水溶液を用いて裏面の凸凹を平坦化してもよい。
　次いで、図１（７）に示すように、裏面の一部にパッシベーション層形成用組成物をスクリーン印刷法等にて付与した後、乾燥後に３００℃～９００℃で熱処理（焼成）を行い、パッシベーション層５を形成する。
　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に示されるように、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、ドット状の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、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であることがさらに好ましい。
　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、少数キャリアの再結合が効果的に抑制され、太陽電池素子の発電性能が向上する。
　また、裏面におけるパッシベーション層の形成パターンの別の一例を概略平面図として示す。図９は、図５のＡ部を拡大した概略平面図である。図１０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９及び図１０に示すように、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、ライン状にｐ型半導体基板１が露出したパターンで形成される。このライン状開口部のパターンは、ライン幅（Ｌｃ）及びライン間隔（Ｌｄ）で規定され、規則正しく配列していることが好ましい。ライン幅（Ｌｃ）及びライン間隔（Ｌｄ）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、例えば、Ｌｃが１μｍ～３００μｍでＬｄが５００μｍ～５０００μｍであることが好ましく、Ｌｃが１０μｍ～２００μｍでＬｄが６００μｍ～３０００μｍであることがより好ましく、Ｌｃが３０μｍ～１５０μｍでＬｄが７００μｍ～１５００μｍであることが更に好ましい。
　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、このライン状開口部のパターンは、ライン幅（Ｌｃ）及びライン間隔（Ｌｄ）が、より規則正しく配列する。このことから、少数キャリアの再結合が効果的に抑制され、太陽電池素子の発電効率が向上する。
　ここで、上記ではパッシベーション層を形成したい部位（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付与し、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、全面にパッシベーション層形成用組成物を付与し、熱処理（焼成）した後に、レーザー、フォトリソグラフィ等により、開口部のパッシベーション層を選択的に除去し、開口部を形成することもできる。また、開口部のようにパッシベーション層形成用組成物を付与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付与することもできる。
　次いで、図１（８）に示すように、受光面に、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付与する。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本以上とすることもできる。
　一方、図１（８）に示すように、裏面には、ガラス粒子を含むアルミニウム電極ペースト及び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付与する。図１１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部材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。
　受光面及び裏面にそれぞれ電極ペーストを付与した後は、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。
　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、ドット状又はライン状のパッシベーション層５が形成されなかった部分から、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ｐ型半導体基板１中に拡散することで、ｐ＋型拡散層１０が形成される。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。
　図２は、太陽電池素子の製造方法の他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、さら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。
　図３は、太陽電池素子の製造方法の他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。この方法では、ｐ型半導体基板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。
　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付与した後、乾燥後に３００℃～９００℃で熱処理（焼成）を行い、パッシベーション層５を形成する。
　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他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、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開口部が配列されている。
　その後、図３（２６）に示すように、裏面においてドット状又はライン状の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、ｐ型半導体基板１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。
　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、アルミニウムペーストを裏面全面又は開口部に付与し、これを４５０℃～９００℃で熱処理（焼成）し、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。
　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。
　その後、図３（２８）に示すように、受光面には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付与し、裏面にはガラス粒子を含む銀電極ペーストをスクリーン印刷法等にて付与する。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１１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。
　受光面及び裏面にそれぞれ電極ペーストを付与した後は、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と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。
　なお、図１～３では、裏面にパッシベーション層５を形成した後に、裏面集電用アルミニウム電極６又は１１を形成する方法を示したが、裏面集電用アルミニウム電極６又は１１の形成後にパッシベーション層５を形成してもよい。
　また、図１～３では、裏面にパッシベーション層５を形成する方法を示したが、ｐ型半導体基板１の裏面に加えて、側面にもパッシベーション層形成用組成物を付与し、これを熱処理（焼成）することで、ｐ型半導体基板１の側面（エッジ）にもパッシベーション層５をさらに形成してもよい（図示せず）。これにより、発電効率により優れる太陽電池素子を製造することができる。
　さらにまた、裏面にパッシベーション層５を形成せず、側面のみ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、乾燥してパッシベーション層５を形成してもよい。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。
　図１～３では、半導体基板としてｐ型半導体基板１を用いた例を示したが、ｎ型半導体基板を用いた場合も、上記に準じて発電性能に優れる太陽電池素子を製造することができる。
＜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。
　太陽電池は必要に応じて、配線材料を介して複数の太陽電池素子が連結されていてもよく、また、封止材で封止されて構成されていてもよい。
　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。太陽電池の大きさに制限はなく、０．５ｍ２～３ｍ２であることが好ましい。
　図１２に、太陽電池の構造の一例を示す。図１２に示す太陽電池では、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、及びバックシート１５をこの順に重ね合わせる。これを真空ラミネータ（例えば、ＬＭ－５０×５０、株式会社エヌピーシー）を用いて、配線部材１３の一部が露出するようにして真空ラミネートし、太陽電池を作製する。
　２０１６年６月２８日に出願された日本国特許出願２０１６－１２８０８４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。
　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。
　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。なお、特に断りのない限り、「％」は質量基準である。
＜実施例１＞
（パッシベーション層形成用組成物の調製）
　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（川研ファインケミカル株式会社製、以下、ＡＬＣＨと略記する）を１２．０ｇ、エチルシリケート及びそのオリゴマー（多摩化学工業株式会社、シリケート４０）を５．０ｇ、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、以下、テルソルブと略記する）を５８．０ｇ、テルピネオール（日本テルペン化学株式会社、ターピネオールＬＷ）を２２．５ｇ、純水を２．５ｇ混合し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。
（塗布性の評価）
　上記で得られたパッシベーション層形成用組成物１を、シリコン基板（表面がミラー形状の単結晶ｐ型シリコン基板、株式会社ＳＵＭＣＯ製、５０ｍｍ角、厚さ：７２５μｍ）上に、スクリーン印刷法を用いて全面に塗布して、組成物層を形成した。シリコン基板の印刷は、１０枚連続して行った。
　塗布性は、印刷ムラの有無を目視で確認し、印刷ムラが確認されなかったシリコン基板の枚数で評価した。塗布性の評価基準は、以下の通りである。評価がＡ及びＢであれば、塗布性が良好と判断した。なお、印刷ムラは、スクリーン版がシリコン基板から離れる際に、部分的に版離れが悪いことに起因し、組成物層の厚みにバラつきが生じている状態を指す。
　Ａ：１０枚中９枚以上
　Ｂ：８枚以下かつ６枚以上
　Ｃ：５枚以下
（実効ライフタイムの測定）
　塗布性の評価と同様の方法で、シリコン基板にパッシベーション層形成用組成物１を付与した。そして、１８０℃で２分間乾燥処理し、次いで８００℃で１０分間焼成処理した後、室温（２５℃）で放冷して評価用基板を作製した。
　上記で得られた評価用基板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、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。得られた評価用基板のパッシベーション層形成用組成物１を付与した領域の実効ライフタイムは、２８０μｓであった。
　実効ライフタイムの評価基準は、以下の通りである。評価がＡ及びＢであれば、実効ライフタイムが良好と判断した。
　Ａ：２００μｓ以上
　Ｂ：２００μｓ未満かつ１００μｓ以上
　Ｃ：１００μｓ未満
（パッシベーション層の緻密性の評価）
　上記で得られた評価用基板をイオンミリングで断面加工し、透過型電子顕微鏡（株式会社日立ハイテクノロジーズ、Ｈ－９０００ＮＡＲ）で観察した。観察画像を目視により、コントラストの有無を確認した。緻密性の評価基準は、以下の通りである。評価がＡ及びＢであれば、緻密性が良好と判断した。
　Ａ：ムラ及びボイドがない
　Ｂ：ムラ及びボイドの割合が面積基準で３０％未満
　Ｃ：ムラ及びボイドの割合が面積基準で３０％以上
＜実施例２＞
　ＡＬＣＨを１２．０ｇ、エチルシリケート及びそのオリゴマー（多摩化学工業株式会社、シリケート４０）を０．５ｇ、エチルセルロース（ダウケミカル社、ＳＴＤ２００）を６．０ｇ、テルピネオールを８１．５ｇ混合し、５分間混練し、パッシベーション層形成用組成物２を調製した。
　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と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
＜実施例３＞
　ＡＬＣＨを１２．０ｇ、３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社、ＫＢＭ－５１０３）を５．０ｇ、テルソルブを５８．０ｇ、テルピネオールを２２．５ｇ、純水を２．５ｇ混合して５分間混練し、パッシベーション層形成用組成物３を調製した。
　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と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
＜実施例４＞
　ＡＬＣＨを１２．０ｇ、エチルシリケート及びそのオリゴマー（多摩化学工業株式会社、シリケート４０）を１０．０ｇ、テルソルブを５８．０ｇ、テルピネオールを１７．５ｇ、純水を２．５ｇ混合して５分間混練し、パッシベーション層形成用組成物４を調製した。
　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と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
＜実施例５＞
　ＡＬＣＨを１２．０ｇ、エチルシリケート及びそのオリゴマー（多摩化学工業株式会社、シリケート４０）を２０．０ｇ、テルソルブを５５．０ｇ、テルピネオールを１０．５ｇ、純水を２．５ｇ混合して５分間混練し、パッシベーション層形成用組成物５を調製した。
　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と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
＜実施例６＞
ＡＬＣＨを１２．０ｇ、エチルシリケート及びそのオリゴマー（多摩化学工業株式会社、シリケート４０）を３０．０ｇ、テルソルブを５０．０ｇ、テルピネオールを５．５ｇ、純水を２．５ｇ混合して５分間混練し、パッシベーション層形成用組成物６を調製した。
　パッシベーション層形成用組成物６を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
＜比較例１＞
　ＡＬＣＨを１２．０ｇ、テルソルブを６０．０ｇ、テルピネオールを２５．５ｇ、純水を２．５ｇ混合して５分間混練し、パッシベーション層形成用組成物７を調製した。
　パッシベーション層形成用組成物７を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 
　以上から、実施例１～６のパッシベーション層形成用組成物を用いることで、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形成できることが分かる。また、実施例１～３のパッシベーション層形成用組成物は、塗布性に優れることが分かる。さらに、実施例１～６のパッシベーション層形成用組成物を用いて形成されたパッシベーション層は、ボイドの発生が抑えられ、緻密性に優れていることが分かる。さらに、実施例１～６のパッシベーション層形成用組成物を用いる方法は、簡便な手法で所望の形状のパッシベーション層が形成できることが分かる。
１：ｐ型半導体基板、２：ｎ＋型拡散層、３：ＰＳＧ（リンシリケートガラス）層、４：反射防止膜、５：パッシベーション層、６：アルミニウム電極ペースト、又はこれを熱処理（焼成）した裏面集電用アルミニウム電極、７：裏面出力取出し電極ペースト、又はこれを熱処理（焼成）した裏面出力取出し電極、８：受光面集電用電極ペースト、又はこれを熱処理（焼成）した受光面集電用電極、９：受光面出力取出し電極ペースト、又はこれを熱処理（焼成）した受光面出力取出し電極、１０：ｐ＋型拡散層、１１：裏面集電用アルミニウム電極、１２：太陽電池素子、１３：配線部材、１４：封止材、１５：バックシート、１６：ガラス板

Claims (14)

  1. 　酸化アルミニウム前駆体と、ケイ素化合物とを含むパッシベーション層形成用組成物。
  2. 　前記酸化アルミニウム前駆体が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含む請求項１に記載のパッシベーション層形成用組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     
    〔一般式（Ｉ）中、Ｒ１はそれぞれ独立してアルキル基を表す。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。Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す。〕
  3. 　前記ケイ素化合物の含有率が、パッシベーション層形成用組成物中、０．０１質量％～３５質量％である請求項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。
  4. 　ケイ素原子の含有率が、パッシベーション層形成用組成物中、０．００１質量％～１５質量％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。
  5. 　前記ケイ素化合物が、シリケート化合物、シリコンアルコキシド及びシリコーンオイルからなる群より選択される少なくとも１種を含む請求項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。
  6. 　前記ケイ素化合物がシリケート化合物を含み、前記シリケート化合物が下記一般式（ＩＩ）で表される化合物を含む請求項１～請求項５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。
    　ＳｉｎＯｎ－１（ＲＯ）２（ｎ＋１）　　　（ＩＩ）
    〔一般式（ＩＩ）中、Ｒは炭素数１～８のアルキル基を表す。ｎは１～１０の整数を表す。〕
  7. 　前記ケイ素化合物がシリコンアルコキシドを含み、前記シリコンアルコキシドがシランカップリング剤を含む請求項１～請求項６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。
  8. 　樹脂をさらに含有する請求項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。
  9. 　液状媒体をさらに含有する請求項１～請求項８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。
  10. 　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９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。
  11. 　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９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。
  12. 　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９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。
  13. 　ｐ型層及びｎ型層が接合されてなる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９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型層及び前記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。
  14. 　半導体基板、熱処理物層、及び電極を有する請求項１２に記載の太陽電池素子と、
    　前記電極上に配置される配線材料と、
    を有する太陽電池。
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