(57)【要約】【課題】基板を搬送するための開口部が設けられた成膜室を有しており、かつメンテナンスコストが低い薄膜製造装置を提供する。【解決手段】薄膜製造装置は真空容器１０、成膜室１００、カソード電極１２０、アノード電極１３０、及び排気部１４０を備える。成膜室１００は真空容器１０内に配置され、被処理基板２００に成膜処理を行う。また成膜室１００には、被処理基板２００を搬入及び搬送するための開口部１１２が設けられている。カソード電極１２０及びアノード電極１３０は、成膜室１００の中に配置されており、被処理基板２００を介して互いに対向している。排気部１４０は成膜室１００の中に延伸し、カソード電極１２０とアノード電極１３０の間の空間１５０を排気する。そして排気部１４０は、外面が空間１５０に面していない。【選択図】図１
2010138424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、
前記真空容器内に配置され、被処理基板に成膜処理が行われる成膜室と、
前記成膜室に設けられ、前記被処理基板を搬入及び搬送するための開口部と、
前記成膜室の中に配置されたカソード電極と、
前記成膜室の中に配置され、前記被処理基板を介して前記カソード電極に対向するアノード電極と、
前記成膜室の中に延伸し、先端に第１排気口を有しており、前記第１排気口を介して前記カソード電極と前記アノード電極の間の空間を排気する排気部と、
を備え、
前記排気部は、前記第１排気口の内側の面を除いて、前記空間に面していない薄膜製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜製造装置において、
前記排気部は、前記カソード電極の側面に設けられた第１アースシールドと、前記第１アースシールドより前記カソード電極から離れていて前記第１アースシールドに沿って設けられた隔壁と、によって形成されており、前記アースシールドと前記隔壁の間の空間が排気ルートになっている薄膜製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載の薄膜製造装置において、
前記被処理基板は長尺の可撓性基板であり、
前記成膜室内に設けられ、前記被処理基板に幅方向の張力を加える幅方向張力印加部を備え、
前記隔壁の一部は、前記第１アースシールドより前記アノード電極側に延伸しており、かつ前記アノード電極に対して垂直な方向から見たときに、前記空間と前記幅方向張力印加部の間に位置している薄膜製造装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかひとつに記載の薄膜製造装置において、
前記隔壁はアースシールドであり、
前記隔壁と前記被処理基板の成膜面を導通させる基板用導電部材を備える薄膜製造装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の薄膜製造装置において、
前記隔壁はアースシールドであり、
前記隔壁と前記アノード電極を導通させる電極用導電部材を備える薄膜製造装置。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の薄膜製造装置において、
前記隔壁の端部に設けられ、前記被処理基板を覆う方向に延伸する被覆部材を備える薄膜製造装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の薄膜製造装置において、
前記成膜室に設けられ、前記アノード電極に対して垂直な方向からみたときに前記排気部より前記アノード電極から離れている第２排気口を備える薄膜製造装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つにおいて、前記成膜処理はプラズマＣＶＤによる成膜処理である薄膜製造装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つの薄膜製造装置を用いて製造された太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を搬送するための開口部が設けられた成膜室を有しており、かつメンテナンスコストが低い薄膜製造装置及び太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池は、シリコン基板を用いて製造されていたが、近年は、シリコン薄膜を用いたシリコン薄膜太陽電池が開発されている。シリコン薄膜太陽電池は、使用するシリコンの量が少ないこと等から低コスト化が見込まれている。特に長尺の可撓性基板を用いてロールツーロールでシリコン薄膜太陽電池を形成する方法は、低コスト化の期待が高い。
【０００３】
シリコン薄膜太陽電池のシリコン層は、プラズマＣＶＤ法によって形成される。例えば特許文献１には、一つの共有真空容器の中に、可撓性基板を搬送する搬送系と、可撓性基板上に薄膜を成膜する複数の成膜室を有している薄膜製造装置が開示されている。各成膜室は、２つの部材に分割しており、各部材の開口部は、可撓性基板を挟んで対向している。これら２つの部材が可撓性基板を挟んで合致することにより、成膜質と共通真空容器との間が気密になる。
【０００４】
また、最近は成膜室に可撓性基板を搬送するための開口部を設けた薄膜製造装置が提案されている。
【０００５】
また特許文献２には、プラズマＣＶＤ装置において、高周波が印加される電源に沿って設けられたシールド部材を用いて、排気流路を形成する技術が開示されている。特許文献２において、排気流路は基板のすぐ上まで延伸しており、シールド部材がプラズマに晒されることになる。
【特許文献１】特開２００５−０７２４０８号公報
【特許文献２】特開２０００−２５２２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
薄膜製造装置の成膜室に基板を搬送するための開口部を設けた場合、この開口部から成膜室の外に生成物が流出することがある。この場合、成膜室を囲む真空容器に生成物が付着してしまい、薄膜製造装置のメンテナンスコストが上昇してしまう。特許文献２に記載の方法を用いることも考えられるが、シールド部材がプラズマに晒されるため、シールド部材に生成物が付着してしまう。このため、特許文献２に記載の方法を用いても、薄膜製造装置のメンテナンスコストが上昇してしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板を搬送するための開口部が設けられた成膜室を有しており、かつメンテナンスコストが低い薄膜製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、真空容器と、
前記真空容器内に配置され、被処理基板に成膜処理が行われる成膜室と、
前記成膜室に設けられ、前記被処理基板を搬入及び搬送するための開口部と、
前記成膜室の中に配置されたカソード電極と、
前記成膜室の中に配置され、前記被処理基板を介して前記カソード電極に対向するアノード電極と、
前記成膜室の中に延伸し、先端に第１排気口を有しており、前記第１排気口を介して前記カソード電極と前記アノード電極の間の空間を排気する排気部と、
を備え、
前記排気部は、前記第１排気口の内側の面を除いて、前記空間に面していない薄膜製造装置が提供される。
【０００９】
本発明によれば、上記した薄膜製造装置によって製造された太陽電池が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板を搬送するための開口部が設けられた成膜室を有している薄膜製造装置において、メンテナンスコストを低くすることができる。また製造コストが低い太陽電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
図１及び図２は、第１の実施形態に係る薄膜製造装置の成膜室１００の構造を示す断面図である。図３は、第１の実施形態に係る薄膜製造装置の概略を示す平面図であり、図４は図３のＣ−Ｃ´断面の概略を示す図である。なお図１は図３のＡ−Ａ´断面を示しており、図２は図３のＢ−Ｂ´断面を示している。
【００１３】
この薄膜製造装置は、真空容器１０、成膜室１００、カソード電極１２０、アノード電極１３０、及び排気部１４０を備える。成膜室１００は真空容器１０内に配置され、被処理基板２００に成膜処理を行う。また成膜室１００には、被処理基板２００を搬入及び搬送するための開口部１１２が設けられている。カソード電極１２０及びアノード電極１３０は、成膜室１００の中に配置されており、被処理基板２００を介して互いに対向している。排気部１４０は成膜室１００の中に延伸し、カソード電極１２０とアノード電極１３０の間の空間１５０を排気する。排気部１４０は、先端に第１排気口１４１を備えている。そして排気部１４０は、第１排気口１４１の内側の面を除いて空間１５０に面していない。以下、この薄膜製造装置について詳細に説明する。
【００１４】
図３及び図４に示すように、成膜室１００は、例えば被処理基板２００にプラズマＣＶＤによる成膜処理を行う室である。成膜される膜は、例えば微結晶シリコン薄膜又はアモルファスシリコン薄膜などの半導体薄膜である。本図に示す例では、薄膜製造装置は被処理基板２００にシングル構造の微結晶シリコン太陽電池を形成する装置であり、成膜室１００を少なくとも３つ有する。第１の成膜室１００は、被処理基板２００上に第１導電型（例えばｎ型）の微結晶シリコン層を成膜する室である。第２の成膜室１００は第１導電型の微結晶シリコン層上にｉ型の微結晶シリコン層を成膜する室である。第３の成膜室１００は、ｉ型の微結晶シリコン層上に第２導電型（例えばｐ型）の微結晶シリコン層を成膜する室である。なお、薄膜製造装置は被処理基板２００にアモルファス太陽電池を形成する装置であっても良い。また微結晶シリコン太陽電池は、タンデム構造やトリプル構造であってもよい。
【００１５】
本実施形態において、被処理基板２００は長尺の可撓性基板であり、送りロール２０から各成膜室１００で順に成膜処理が行われた後、巻取りロール２２に巻き取られる。被処理基板２００は、少なくとも表面が導電性を有していてもよい。具体的には、被処理基板２００は全体が導電性を有していても良いし、ポリイミドやポリアミドなどの絶縁性の基材の上に導電性の層を設けたものであってもよい。
【００１６】
また本実施形態に係る薄膜製造装置において、被処理基板２００を連続的に搬送しながら各成膜室１００で成膜処理を行っても良いし、成膜中に被処理基板２００の搬送を停止させても良い。後者の場合、開口部１１２にゲートバルブ（図示せず）を設け、搬送時以外はゲートバルブを閉じても良い。
【００１７】
真空容器１０の内部には、 被処理基板２００に幅方向の張力を加える幅方向張力印加部が設けられている。
【００１８】
成膜中に被処理基板２００の搬送を停止させる場合、幅方向張力印加部は、例えば保持部材３０，４０及び移動機構５０を備える。保持部材３０は、被処理基板２００の一方の長辺側の端部を挟んで保持し、保持部材４０は、被処理基板２００の他方の長辺側の端部を挟んで保持する。保持部材３０，４０は、長手方向に回転可能なロール６０を用いて被処理基板２００を挟んでも良い。この場合、保持部材３０，４０に挟まれた状態でも、被処理基板２００を長手方向に搬送することができる。移動機構５０は、保持部材４０を被処理基板２００の幅方向に移動させる。保持部材３０，４０が被処理基板２００を挟んで保持した状態で、移動機構５０が保持部材４０を保持部材３０から離れる方向に移動させることにより、被処理基板２００に幅方向の張力を加えることができる。保持部材３０，４０は、例えばアノード電極１３０の表面よりカソード電極１２０から離れた部分で被処理基板２００を保持する。
【００１９】
また、被処理基板２００を連続的に搬送しながら各成膜室１００で成膜処理を行う場合、幅方向張力印加部は、上記した保持部材３０，４０を備える。この場合、保持部材３０，４０はロール６０を有しており、ロール６０の向きにより被処理基板２００の張力を制御する。
【００２０】
幅方向張力印加部は、例えば送りロール２０と最初の成膜室１００の間、成膜室１００の相互間、及び最後の成膜室１００と巻取りロール２２の間それぞれに設けられる。幅方向張力印加部を設けることにより、被処理基板２００のうち成膜処理中の領域にしわが生じて膜の品質に分布が生じることを抑制できる。
【００２１】
また被処理基板２００は、例えば送りロール２０及び巻取りロール２２の少なくとも一方のトルク（又は回転速度）が制御されることにより、長手方向の張力が加えられている。具体的には、被処理基板２００の長手方向の張力を測定する張力測定部（図示せず）を設け、この張力測定部の測定結果に基づいて、制御部（図示せず）が、ロール２０及び巻取りロール２２の少なくとも一方のトルク（又は回転速度）を制御する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、アノード電極１３０は成膜室１００の壁と同電位すなわち接地電位になっている。またアノード電極１３０は、被処理基板２００を加熱するヒータを有している。カソード電極１２０は高周波が印加される電極であり、かつシャワーヘッドになっている。プロセスガスはカソード電極１２０を介してカソード電極１２０とアノード電極１３０の間の空間１５０に供給される。
【００２３】
本実施形態において排気部１４０は、アースシールド１４２及び隔壁１４４によって形成されている。アースシールド１４２はカソード電極１２０の側面に沿って設けられており、プラズマがカソード電極１２０の裏側に回りこむことを抑制している。隔壁１４４は、アースシールド１４２に沿って設けられており、アースシールド１４２よりカソード電極１２０から離れている。そしてアースシールド１４２と隔壁１４４の間の空間が排気ルートになっている。また排気部１４０は、第１排気口１４１がカソード電極１２０の電極面と略面一になっている。排気部１４０は、カソード電極１２０の全周を囲むように設けられるのが好ましいが、例えば開口部１１２の近く、すなわちカソード電極１２０のうち被処理基板２００の幅方向に延伸する領域にのみ設けられても良い。
【００２４】
成膜室１００には、第２排気口１１４が設けられている。第２排気口１１４は、カソード電極１２０に対して垂直な方向からみたときに、排気部１４０よりカソード電極１２０から離れた位置に設けられている。
【００２５】
また隔壁１４４は、第２のアースシールドであってもよい。この場合、図２に示すように、電極用導電部材１３２を設けても良い。電極用導電部材１３２は、アノード電極１３０と隔壁１４４を導通させる部材であり、金属箔や金属線である。電極用導電部材１３２は、アノード電極１３０の側面のうち、なるべく隔壁１４４に近い部分に接続されている。
【００２６】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態では、被処理基板２００を搬入及び搬送するための開口部１１２が設けられている。このため、開口部１１２を介して真空容器１０の中に生成物（例えばパウダー状の物質）が流出する可能性がある。これに対して本実施形態では排気部１４０を設けているため、生成物は排気部１４０に吸入される。このため、生成物が開口部１１２を介して真空容器１０の中に流出することを抑制できる。また、排気部１４０はカソード電極１２０とアノード電極１３０の間の空間に面していないため、排気部１４０に生成物が付着することを抑制できる。
【００２７】
従って、薄膜製造装置のメンテナンスコストが低くなり、薄膜製造装置の製造物、例えば太陽電池の製造コストが低くなる。
【００２８】
また、排気部１４０をアースシールド１４２と隔壁１４４によって形成したため、排気部１４０を別に設けた場合と比較して部品点数が少なくなる。またアースシールド１４２とカソード電極１２０の間を排気ルートにする場合と比較して、排気ルートのコンダクタンスを大きくすることができる。
【００２９】
また、排気部１４０とは別に第２排気口１１４を設けている。第２排気口１１４は、カソード電極１２０に対して垂直な方向からみたときに、排気部１４０よりカソード電極１２０から離れた位置に設けられている。このため、排気部１４０によって吸入し切れなかった生成物を、第２排気口１１４から吸入することができる。従って、生成物が開口部１１２を介して真空容器１０の中に流出することをさらに抑制できる。
【００３０】
また、隔壁１４４が第２のアースシールドである場合に、隔壁１４４とアノード電極１３０を導通させる電極用導電部材１３２が設けられるとよい。プラズマ成膜処理を行っている間、アノード電極１３０にも高周波が流れてしまうため、アノード電極１３０から高周波を回収する必要がある。本実施形態において高周波は、カソード電極１２０の方向に回収される。電極用導電部材１３２を設けない場合、アノード電極１３０に流れた高周波は、アノード電極１３０と成膜室１００の接触部分を介して成膜室１００のアノード電極１３０側に流れる必要がある。これに対して電極用導電部材１３２を設けると、アノード電極１３０に流れた高周波は、電極用導電部材１３２及び隔壁１４４を介してカソード電極１２０側に流れるため、高周波が回収されるまでの経路が短くなる。従って、高周波の周波数を増加させて成膜速度を上昇させることができる。
【００３１】
図５及び図６は、第２の実施形態に係る薄膜製造装置の成膜室１００の構成を示す断面図である。図５及び図６は、それぞれ第１の実施形態の図３のＡ−Ａ´断面及びＢ−Ｂ´断面に相当する図である。本実施形態に係る薄膜製造装置は、以下の点を除いて、第１の実施形態にかかる薄膜製造装置と同様の構成である。なお図６において電極用導電部材１３２は図示を省略している。
【００３２】
まず、幅方向張力印加部は、成膜室１００の中に設けられている。そして、隔壁１４４の端部１４４ａ（被処理基板２００の長手方向に沿っている部分を含む）は、アースシールド１４２よりアノード電極１３０側に延伸している。そして端部１４４ａのうち被処理基板２００の長手方向に沿っている部分は、アノード電極１３０に対して垂直な方向から見たときに、空間１５０と幅方向張力印加部の間に位置している。なおアースシールド１４２の端部はカソード電極１２０の電極面と略面一である。すなわち本実施形態では、排気部１４０は、第１排気口１４１の内側の面がアノード電極１３０とカソード電極１２０の間の空間１５０に面しているが、他の部分は空間１５０に面していない。
【００３３】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、保持部材３０，４０及び移動機構５０を成膜室１００の中に設けたため、被処理基板２００のうち成膜処理中の領域に直接幅方向の張力を加えることができる。従って被処理基板２００のうち成膜処理中の領域にしわが生じて膜の品質に分布が生じることをさらに抑制できる。
【００３４】
また隔壁１４４の端部１４４ａを空間１５０と保持部材３０，４０及び移動機構５０の間に位置させたため、保持部材３０，４０及び移動機構５０に生成物が付着することを抑制できる。また、アースシールド１４２の端部はカソード電極１２０の電極面と略面一であるため、排気部１４０の外面が空間１５０に晒されることを防止できる。
【００３５】
また、被処理基板２００上に成膜される領域が隔壁１４４によって制限されるため、成膜される膜の品質に分布が生じることをさらに抑制できる。
【００３６】
なお本実施形態において、隔壁１４４をさらにアノード電極１３０に近づける方向に延伸させ、被処理基板２００、保持部材３０，４０、及び移動機構５０と干渉しないようにしつつ、アノード電極１３０（例えば側面）に接触させても良い。このようにすると、電極用導電部材１３２を設けなくても、電極用導電部材１３２を設けたときと同様の効果を得ることができる。
【００３７】
図７及び図８は、第３の実施形態に係る薄膜製造装置の成膜室１００の構成を示す断面図であり、それぞれ第２の実施形態の図５及び図６に相当する図である。本実施形態に係る薄膜製造装置は、以下の点を除いて、第２の実施形態にかかる薄膜製造装置と同様の構成である。なお図８において電極用導電部材１３２は図示を省略している。
【００３８】
まず隔壁１４４は第２のアースシールドである。そして隔壁１４４の端部１４４ａのうち被処理基板２００の長手方向の沿っている部分および幅方向に沿っている部分それぞれには、隔壁１４４と被処理基板２００の成膜面を導通させる基板用導電部材１４６が設けられている。基板用導電部材１４６は、例えば導電性のブラシである。
【００３９】
本実施形態によっても、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、隔壁１４４が第２のアースシールドであり、基板用導電部材１４６を介して被処理基板２００の成膜面と導通しているため、被処理基板２００の導通面に生じた高周波を、基板用導電部材１４６を介して第２のアースシールドに逃がすことができる。従って成膜室１００の内部で異常放電が生じることを抑制できる。
【００４０】
なお本実施形態において、図９の断面図に示すように、基板用導電部材１４６として導電性のロール（例えばステンレス製のロール）を用いても良い。なお図９は図３のＡ−Ａ´断面に相当している。すなわち基板用導電部材１４６として導電性のロールを用いる場合、ロールは隔壁１４４の端部１４４ａのうち幅方向に沿っている部分に、被処理基板２００の幅方向に沿って延伸するように取り付けられており、被処理基板２００の長手方向に回転可能になっている。
【００４１】
また、基板用導電部材１４６として、図９に示したロールと、図８に示した導電性ブラシの双方を用いても良い。この場合、例えば隔壁１４４の端部１４４ａのうち被処理基板２００の長手方向の沿っている部分には導電性ブラシが取り付けられ、幅方向に沿っている部分にはロールが取り付けられる。
【００４２】
また図１０に示すように、ロール６０に導電性を持たせ、隔壁１４４の端部１４４ａに設けた導電性ブラシ１４７をロール６０に接触させても良い。この場合、ロール６０及び導電性ブラシ１４７が、基板用導電部材になる。
【００４３】
図１１は、第４の実施形態に係る薄膜製造装置に用いられる成膜室１００の構成を示す断面図であり、第２の実施形態に係る図５に相当する図である。本実施形態に係る薄膜製造装置は、以下の点を除いて、第２の実施形態にかかる薄膜製造装置と同様の構成である。なお図１１において電極用導電部材１３２は図示を省略している。
【００４４】
隔壁１４４の端部には、被覆部材１４８が設けられている。被覆部材１４８は、被処理基板２００を覆う方向に延伸している。詳細には、被覆部材１４８は、被処理基板２００の搬送方向において、例えば空間１５０より上流側及び下流側の双方で被処理基板２００を覆っている。他の部分において被覆部材１４８は、被処理基板２００を覆っていてもよいし、覆っていなくても良い。また被覆部材１４８は、上流側及び下流側のいずれか一方で被処理基板２００を覆っていてもよい。
【００４５】
本実施形態によれば、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、被覆部材１４８が被処理基板２００を覆っているため、被処理基板２００にパウダーなどの異物としての生成物が付着することを抑制できる。従って、成膜された膜の品質が低下することを抑制できる。
【００４６】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。例えば排気部１４０の構造は上記した構造に限定されない。また、第１、第２、及び第４の実施形態において、保持部材３０，４０のロール６０に導電性を持たせてもよい。この場合、被処理基板２００の導通面に生じた高周波を、ロール６０を介して逃がすことができる。従って成膜室１００の内部で異常放電が生じることを抑制できる。また第３の実施形態においても、保持部材３０，４０のロール６０に導電性を持たせてもよい。
【００４７】
（実施例）
【００４８】
第２の実施形態に示した薄膜製造装置（ただし成膜室１００は４つ）を用いて、被処理基板２００としてのポリイミド基板に、シングル構造の微結晶シリコン太陽電池を形成した。なお各成膜室１００の開口部１１２にはゲートバルブを設け、被処理基板２００の搬送時以外はゲートバルブを閉めた。また隔壁１４４を第２のアースシールドとした（実施例１）。
【００４９】
具体的には、ポリイミド基板の両面に電極としての導電性薄膜を形成したものを、被処理基板２００として用いた。また、アノード電極１３０は一辺が２５０ｍｍの正方形とした。
【００５０】
そして、第１の成膜室１００に被処理基板２００を搬送し、被処理基板２００に、厚さが３０ｎｍのｎ型の微結晶シリコン層を形成した。具体的な成膜条件は、基板温度を２５０℃、成膜室１００内の圧力を１．５Ｔｏｒｒ（２００Ｐａ）、カソード電極１２０に印加する高周波の周波数を１３．５６ＭＨｚとした。またプロセスガスには、シラン３ｓｃｃｍ、水素３００ｓｃｃｍ、及び水素で１０００ｐｐｍに希釈したホスフィン２０ｓｃｃｍを用いた。成膜速度は０．０３ｎｍ／秒であった。
【００５１】
次いで、被処理基板２００の成膜部分を第２の成膜室１００に搬送し、ｎ型の微結晶シリコン層上に、厚さが２μｍのｉ型の微結晶シリコン層を形成した。具体的な成膜条件は、基板温度を２００℃、成膜室１００内の圧力を１０Ｔｏｒｒ（１３３３Ｐａ）、カソード電極１２０に印加する高周波の周波数を１００ＭＨｚとした。またプロセスガスには、シラン２０ｓｃｃｍ、及び水素９００ｓｃｃｍを用いた。またアノード電極１３０とカソード電極１２０の距離は、３ｍｍ〜１５ｍｍの間とした。成膜速度は０．５ｎｍ／秒であった。
【００５２】
次いで、被処理基板２００の成膜部分を第３の成膜室１００に搬送し、ｉ型の微結晶シリコン層上に、厚さが２０ｎｍのｐ型の微結晶シリコン層を形成した。具体的な成膜条件は、基板温度を２００℃、成膜室１００内の圧力を１．５Ｔｏｒｒ（２００Ｐａ）、カソード電極１２０に印加する高周波の周波数を１３．５６ＭＨｚとした。またプロセスガスには、シラン３ｓｃｃｍ、水素３００ｓｃｃｍ、及び水素で１０００ｐｐｍに希釈したジボラン４０ｓｃｃｍを用いた。成膜速度は０．０２ｎｍ／秒であった。
【００５３】
次いで、被処理基板２００の成膜部分を第４の成膜室１００に搬送し、ｐ型の微結晶シリコン層上に、厚さが７０μｍのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を形成した。このようにして太陽電池を形成した。
【００５４】
なお各成膜室１００において、カソード電極１２０とアノード電極１３０の距離は３ｍｍ〜１５ｍｍとした。またアースシールド１４２とカソード電極１２０の距離は２ｍｍとして、アースシールド１４２と隔壁１４４の距離は２０ｍｍとした。なお隔壁１４４と被処理基板２００の距離は２０ｍｍとして、これらの間で放電が生じないようにした。カソード電極１２０とアノード電極１３０の幅はそれぞれ２５０ｍｍとした。また保持部材３０，４０の先端とアノード電極１３０の距離を２０ｍｍとした。また電極用導電部材１３２としては、幅１０〜２０ｃｍの銅箔を用いた。
【００５５】
また、実施例１と同様の条件で微結晶太陽電池を製造した（実施例２）。ただし導電部材１３２として、銅箔の代わりに３本の銅線を用いた。
【００５６】
また、実施例１と同様の条件で微結晶太陽電池を製造した（実施例３）。ただし開口部１１２に設けられたゲートバルブは解放しておき、被処理基板２００を連続的に搬送しながら成膜処理をした。なお、保持部材３０，４０が、絶縁性のロール６０を介して被処理基板２００を挟んで保持するようにした。このとき保持部材３０，４０が被処理基板２００を保持する位置を、アノード電極１３０の表面より１ｍｍほどカソード電極１２０から離れた部分にした。また保持部材３０，４０を幅方向に傾けて、被処理基板２００が幅方向に広がる力を加えた。
【００５７】
また、第３の実施形態に示した薄膜製造装置を用いて、実施例３と同様の条件で微結晶太陽電池を製造した（実施例４）。すなわち本実施例においては、導電ブラシである基板用導電部材１４６を介して被処理基板２００と隔壁１４４とを電気的に接続するようにした。ただし、アノード電極１３０の幅を３００ｍｍとして、被処理基板２００の幅と同じにした。なお、隔壁１４４の先端と被処理基板２００の距離を１ｍｍとした。
【００５８】
また、実施例４と同様の条件で微結晶太陽電池を製造した（実施例５）。ただし、保持部材３０，４０のロール６０をステンレス製にして、かつ導電ブラシである基板用導電部材１４６をロール６０に接触させることにより、被処理基板２００と隔壁１４４とを基板用導電部材１４６及びロール６０を介して電気的に接続するようにした。
【００５９】
また、実施例５と同様の条件で微結晶太陽電池を製造した（実施例６）。ただし、隔壁１４４の先端部のうち幅方向に延伸する部分に、幅２０ｍｍの絶縁性の板を取り付け、生成物の拡散を防ぐとともに、膜が成長する領域を制限した。
【００６０】
また、隔壁１４４を用いない点を除いては実施例１，３と同様の条件で微結晶太陽電池を製造した（比較例１及び比較例２）。また導電部材１３２を設けない点を除いては実施例３と同様の条件で微結晶太陽電池の製造を試みた（比較例３）。
【００６１】
上記した各実施形態及び各比較例において、薄膜製造装置のメンテナンスなしで安定して微結晶太陽電池を製造できる枚数又は長さを調べた。また各実施形態及び各比較例における微結晶太陽電池の変換効率を調べた。結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
2010138424.tif 000003
【００６３】
実施例１及び実施例２では、変換効率が９．０％の微結晶太陽電池を９０〜１００枚製造することができた。これに対して、比較例１では、変換効率が９．０％の太陽電池を２０〜２５枚しか製造できなかった。以上から、実施例１及び実施例２では、比較例１に対してメンテナンスなしで製造できる微結晶太陽電池の枚数が増加し、これによってメンテナンス回数を少なくなることが示された。
【００６４】
また、実施例３〜５では、変換効率が８．０％の太陽電池を４０〜５０ｍ連続して製造することができた。また実施例６では、変換効率が８．８％の微結晶太陽電池を５０〜６０ｍ連続して製造することができた。これに対して、比較例２では、８．０％の微結晶太陽電池を２０ｍしか連続して製造することができなかった。また比較例３では、放電が安定せず、微結晶太陽電池を製造することができなかった。以上から、実施例３〜６では、比較例２に対してメンテナンスなしで連続製造できる微結晶太陽電池の長さが増加し、これによってメンテナンス回数を少なくなることが示された。
【００６５】
また比較例３では放電が安定せず、微結晶太陽電池を製造することができなかった。従って、隔壁１４４をアノード電極１３０に近づけた場合、導電部材１３２を設けることによって放電が安定して微結晶太陽電池が製造できるようになることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の実施形態に係る薄膜製造装置の成膜室の構造を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る薄膜製造装置の成膜室の構造を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る薄膜製造装置の概略を示す平面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ´断面の概略を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る薄膜製造装置の成膜室の構造を示す断面図である。
【図６】第２の実施形態に係る薄膜製造装置の成膜室の構造を示す断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る薄膜製造装置の成膜室の構造を示す断面図である。
【図８】第３の実施形態に係る薄膜製造装置の成膜室の構造を示す断面図である。
【図９】第３の実施形態に係る薄膜製造装置の成膜室の変形例の構造を示す断面図である。
【図１０】第３の実施形態に係る薄膜製造装置の成膜室の変形例の構造を示す断面図である。
【図１１】第４の実施形態に係る薄膜製造装置の成膜室の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０   真空容器
２０   送りロール
２２   巻取りロール
３０   保持部材
４０   保持部材
５０   移動機構
６０      ロール
１００   成膜室
１１２   開口部
１１４   第２排気口
１２０   カソード電極
１３０   アノード電極
１３２   電極用導電部材
１４０   排気部
１４１    第１排気口
１４２   アースシールド
１４４   隔壁
１４４ａ  端部
１４６   基板用導電部材
１４７    導電性ブラシ
１４８   被覆部材
１５０   空間
２００   被処理基板
【図１】
2010138424.tif 000004
【図２】
2010138424.tif 000005
【図３】
2010138424.tif 000006
【図４】
2010138424.tif 000007
【図５】
2010138424.tif 000008
【図６】
2010138424.tif 000009
【図７】
2010138424.tif 000010
【図８】
2010138424.tif 000011
【図９】
2010138424.tif 000012
【図１０】
2010138424.tif 000013
【図１１】
2010138424.tif 000014