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引言

      太阳能发电被期待为实现性最高的新能源之一。但是，太阳能发电存在效率低的问题。硅晶系太阳能电池（单晶、多晶）的表面平坦，反射入射光的约1/3（不进行能量转换），向周围发散，产生了很大的损失（反射损失）。降低这种反射损失，使太阳光发电高效化的技术被称为“光锁定技术”。在硅太阳能电池中，已经开发出了用蚀刻液处理表面，形成微观凹凸（纹理），从而抑制反射的技术。

      本研究讨论了以下两个课题，尝试了对基板清洗原理的研究。课题(1)纹理的表面分析、观察课题(2)清洗液的化学变化

实验

      作为溶液A，直接使用了Si（100）面的太阳能电池用的单晶晶圆。作为观察试样的未处理硅片用金刚石笔切断为约5mm见方，用溶剂a清洗.作为观察试样的纹理完毕的硅片用金刚石笔切断为约5mm见方。在表面分析中，使用了X射线光电子分光分析装置(ESCA)和附带扫描电子显微镜的X射线分析器。作为X射线光电子分光分析装置，使用了未处理的硅片，比较了基板清洗前后。用SEM―EDS映射未处理的硅片和纹理，尝试了“微掩模”的探索。

      作为密闭容器，使用了玻璃制干燥器（容积3L）。在50mL螺旋管中加入50mL盐酸，释放盖子，使其静置在干燥器中。同样，使50mL的溶剂A静置在与盐酸相同的干燥器中，使干燥器密闭，放置规定的时间（暴露时间）。根据峰的积分值进行简易定量。A2浓度=（A2峰面积）/（全峰面积的合计）

结果和总结

      实验（1）：图1是进行了纹理处理的良品的SEM图像。可以看到全面铺满大小的“微金字塔”（纹理）的情况。由于是从正上方的视点，所以很难理解，但是可以清楚地看到金字塔的顶点和棱线。与半导体用镜面晶片不同，表面为微米级，粗糙。表面粗糙度来源于切片工序。没有发现形态上特别难以被蚀刻的点( 微掩模 ) 。

      我们尝试了基于表面分析的“微掩膜”的探索。但是，从结果来看，并没有捕捉到“微掩膜”的样子。可以想象，“微掩膜”对于用SEM（逃逸深度:亚微米）进行分析来说太薄了，对于用ESCA（逃逸深度:3nm）进行分析来说（掩膜面积）太小了，所以这次使用的方法可能不合适。如果是具有微小的分析点和浅逃逸深度的俄歇电子分光分析的话，也许是可能的。

      实验（2）：图5和图6所示为溶剂A（暴露时间0h）和使用完毕的清洗液的GC―MS图表(TIC)。两者都在保持时间5.2分时确认了A2的峰值。使用完毕的清洗液中，A2的峰值是新溶剂的数倍。根据积分值计算求得的各自的A2浓度为新溶剂:120 ppm，使用完毕的清洗液:930 ppm.从这个结果可以看出，在清洗液用于基板清洗期间，溶剂A向A2的反应正在进行。为了提供这个研究材料，进行了酸性气氛中的暴露试验。暴露试验的结果如图7所示。这个结果显示了随着清洗液与酸性气氛接触的时间A2浓度变高的倾向。但是，即使增加，A2浓度也在0.1%以下（0.1%=1,000 ppm），所以A2对基板清洗的影响很小。

图7  a2浓度与暴露在饱和大气中时间的关系

      通过暴露试验确认了随着酸性气氛中溶剂A的暴露时间A2浓度有变高的倾向。但是即使增加A2浓度也在0.1%以下（0.1%=1,000 ppm），因此A2对基板清洗的影响可以忽略不计。

总结

      我们尝试了通过表面分析的“微掩膜”的探索，没能捕捉到“微掩膜”的样子。想象一下，“微掩膜”用SEM（逃逸深度:亚微米）分析太薄，用ESCA（逃逸深度:3nm）分析（掩膜面积）太小，所以这次使用的方法可能不合适。如果是具有微小的分析点和浅逃逸深度的俄歇电子分光分析的话，也许是可能的。

      通过暴露试验，确认了随着酸性气氛中溶剂A的暴露时间A2浓度变高的倾向。但是，即使增加，A2浓度也在0.1%以下（0.1%=1,000 ppm），因此A2对基板清洗的影响可以忽略不计。今后，将对使用完毕的清洗液的GC―MS图表中出现的峰值的识别进行探讨。