(57)【要約】【課題】  真空製膜装置またはスクライビング装置において生成される含塵気体から粉塵を除去する場合において、簡易な構成でありながら、十分な防爆性と集塵性を得ることができる太陽電池製造装置を提供する。【解決手段】  湿式集塵装置３は、第１集塵チャンバー１１と、第２集塵チャンバー２１と、ミストセパレータ３１と、ブロアー４１と、真空製膜装置１またはスクライビング装置２において生成される含塵気体を第１集塵チャンバー１１に貯留された集塵用液体中に噴出するための集塵配管１２と、第１集塵チャンバー１１における集塵用液体の液面より上方の気体を吸引して第２集塵チャンバー２１に貯留された集塵用液体中に噴出する接続配管２２と、第２集塵チャンバー２１における集塵用液体の液面より上方の気体を吸引してミストセパレータ３１に送る接続配管３２と、ミストセパレータ３１内の気体をブロアー４１に送る接続配管４２とを備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーンルーム内に設置され、真空製膜装置またはスクライビング装置を備えた太陽電池製造装置であって、
前記真空製膜装置または前記スクライビング装置と接続可能な湿式集塵装置をさらに備え、
前記湿式集塵装置は、
集塵用液体を貯留する集塵チャンバーと、
先端部が前記集塵チャンバーに貯留された集塵用液体中に浸漬され、前記真空製膜装置または前記スクライビング装置において生成される含塵気体を前記集塵用液体中に噴出するための集塵配管と、
前記集塵チャンバーにおける前記集塵用液体の液面より上方の気体を吸引して前記湿式集塵装置の外部に排出するためのブロアーと、
を備えたことを特徴とする太陽電池製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池製造装置において、
前記集塵チャンバーは複数個配設されており、
当該複数の集塵チャンバーのうち、前記真空製膜装置または前記スクライビング装置側に配設された集塵チャンバーにおける前記集塵用液体の液面より上方の気体を吸引して、前記ブロアー側に配設された集塵チャンバーに貯留された集塵用液体中に噴出する接続配管を備える太陽電池製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池製造装置において、
前記複数の集塵チャンバーのうち、前記真空製膜装置または前記スクライビング装置側に配設された集塵チャンバーには界面活性剤が貯留され、前記ブロアー側に配設された集塵チャンバーには水が貯留される太陽電池製造装置。
【請求項４】
請求項２に記載の太陽電池製造装置において、
前記複数の集塵チャンバーのうち、前記真空製膜装置または前記スクライビング装置側に配設された集塵チャンバーには含塵気体を無害化する薬液が貯留され、前記ブロアー側に配設された集塵チャンバーには水が貯留される太陽電池製造装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の太陽電池製造装置において、
前記集塵チャンバーに貯留された集塵用液体中のパーティクルを測定するパーティクルセンサを備える太陽電池製造装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の太陽電池製造装置において、
前記集塵チャンバー内の圧力を測定する圧力計を備える太陽電池製造装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の太陽電池製造装置において、
前記集塵チャンバーと前記ブロアーとの間に、前記集塵チャンバーから排出された気体中のミストを捕獲して、前記集塵チャンバー内に回収するためのミストセパレータを配設した太陽電池製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クリーンルーム内に設置され、真空製膜装置またはスクライビング装置を備えた太陽電池製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の製造工程においては、ＣＶＤ製膜装置やスパッタ製膜装置等の真空製膜装置が使用され、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜の製膜が行われるが、製膜に使用されなかった材料がガスや微粉末の排出物となり、真空製膜装置からは含塵気体が排出される。この含塵気体に含まれる微粉末である粉塵は、シリコン酸化物やシリコン窒化物を含んでいる。このため、これらの微粉末から成る粉塵を含塵気体から回収することが必要となる。
【０００３】
また、太陽電池の製造工程においては、レーザスクライバー等のスクライビング装置が使用される。このレーザスクライバーにおいては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜が製膜された基板表面の製膜層を、パルスレーザを利用した高エネルギー加熱加工で除去する構成であることから、上述した真空製膜装置の場合と同様、シリコン酸化物やシリコン窒化物等の微粉末を含む含塵気体が排出される。これらの微粉末から成る粉塵も、含塵気体から回収することが必要となる。
【０００４】
さらに、ＣＩＧＳ（Ｃｏｐｐｅｒ  Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｓｅｌｅｎｉｕｍ）太陽電池では、インジュウムやセレン等の有害な酸化物を含む微粉末が生成されることから、これらの微粉末から成る粉塵を確実に回収する必要がある。
【０００５】
特許文献１には、太陽電池をレーザを利用して加工する装置において、スクレービング部により除去された物質を集塵する集塵部を備える構成が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、パルスレーザを利用して被分割体にスクライブ溝を形成する装置において、集塵ヘッドを配設する構成が開示されている。
【０００７】
さらに、特許文献３には、含塵気体を集塵用水内を通過させることにより集塵する湿式集塵機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４８８４０６１号公報
【特許文献２】特許第４７５０７２０号公報
【特許文献３】特開２０００-３２５７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した含塵気体に含まれる微粉末は、その大半がシリコン酸化物やシリコン窒化物ではあるが、その一部に未反応のシリコン微粉末や、安定な相まで至っていない中間生成物の微粉末が含まれる。これらの未反応のシリコン微粉末や、安定な相まで至っていない中間生成物の微粉末が空気と混合された状態で、帯電に起因する火花等が生じた場合には、これらの微粉末が急激に燃焼する粉塵爆発が生じる可能性がある。このため、真空製膜装置またはスクライビング装置において生成される含塵気体から微粉末を除去するための防塵装置は、十分な防爆性を備えたものとする必要がある。
【００１０】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、真空製膜装置またはスクライビング装置において生成される含塵気体から粉塵を除去する場合において、簡易な構成でありながら、十分な防爆性と集塵性を得ることができる太陽電池製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、クリーンルーム内に設置され、真空製膜装置またはスクライビング装置を備えた太陽電池製造装置であって、前記真空製膜装置または前記スクライビング装置と接続可能な湿式集塵装置をさらに備え、前記湿式集塵装置は、集塵用液体を貯留する集塵チャンバーと、先端部が前記集塵チャンバーに貯留された集塵用液体中に浸漬され、前記真空製膜装置または前記スクライビング装置において生成される含塵気体を前記集塵用液体中に噴出するための集塵配管と、前記集塵チャンバーにおける前記集塵用液体の液面より上方の気体を吸引して前記湿式集塵装置の外部に排出するためのブロアーと、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記集塵チャンバーは複数個配設されており、当該複数の集塵チャンバーのうち、前記真空製膜装置または前記スクライビング装置側に配設された集塵チャンバーにおける前記集塵用液体の液面より上方の気体を吸引して、前記ブロアー側に配設された集塵チャンバーに貯留された集塵用液体中に噴出する接続配管を備える。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記複数の集塵チャンバーのうち、前記真空製膜装置または前記スクライビング装置側に配設された集塵チャンバーには界面活性剤が貯留され、前記ブロアー側に配設された集塵チャンバーには水が貯留される。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記複数の集塵チャンバーのうち、前記真空製膜装置または前記スクライビング装置側に配設された集塵チャンバーには含塵気体を無害化する薬液が貯留され、前記ブロアー側に配設された集塵チャンバーには水が貯留される。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明において、前記集塵チャンバーに貯留された集塵用液体中のパーティクルを測定するパーティクルセンサを備える。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明において、前記集塵チャンバー内の圧力を測定する圧力計を備える。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明において、前記集塵チャンバーと前記ブロアーとの間に、前記集塵チャンバーから排出された気体中のミストを捕獲して、前記集塵チャンバー内に回収するためのミストセパレータを配設した。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、集塵チャンバーに貯留された集塵用液体中に、真空製膜装置またはスクライビング装置において生成される含塵気体を噴出することにより集塵を行うことから、簡易な構成でありながら、十分な防爆性を確保しつつ、集塵用液体により含塵気体中の微粉末を確実に集塵することが可能となる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、複数個の集塵チャンバーを利用して、集塵用液体により含塵気体中の粉塵をさらに確実に集塵することが可能となる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、複数の集塵チャンバーのうち、真空製膜装置またはスクライビング装置側に配設された集塵チャンバーにおいては、界面活性剤の作用により含塵気体中の粉塵を確実に集塵することができ、ブロアー側に配設された集塵チャンバーにおいては、界面活性剤により生ずる泡がブロアーを介して外部に排出されることを防止することが可能となる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、複数の集塵チャンバーのうち、真空製膜装置またはスクライビング装置側に配設された集塵チャンバーにおいては、含塵気体を無害化する薬液の作用により、当該チャンバーより排出される含塵気体を無害化することができ、ブロアー側に配設された集塵チャンバーにおいては、薬液がブロアーを介して外部に排出されることを防止することが可能となる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、パーティクルセンサにより集塵用液体中のパーティクルを測定することにより、湿式集塵装置のメンテナンスの時期を認識することが可能となる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、圧力計の作用により、湿式集塵装置の異常を認識することが可能となる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、ミストセパレータの作用により、集塵チャンバーからブロアーを介してミストが外部に排出されることを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に係る太陽電池製造装置の概要図である。
【図２】湿式集塵装置３の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る太陽電池製造装置の概要図である。
【００２７】
この発明に係る太陽電池製造装置は、ＣＶＤ製膜装置やスパッタ製膜装置等の真空製膜装置１と、レーザスクライバー等のスクライビング装置２と、湿式集塵装置３と、湿式集塵装置３を清掃するための清掃機構４とを備える。湿式集塵装置３は、後述する集塵配管１２および配管５を介して真空製膜装置１と、また、集塵配管１２および配管６を介してスクライビング装置２と、選択的に接続される。また、湿式集塵装置３の清掃作業を実行するときには、湿式集塵装置３の集塵配管１２は、配管７を介して、清掃機構４と接続される。
【００２８】
図２は、湿式集塵装置３の概要図である。
【００２９】
この湿式集塵装置３は、第１集塵チャンバー１１と、第２集塵チャンバー２１と、ミストセパレータ３１と、ブロアー４１と、真空製膜装置１またはスクライビング装置２において生成される含塵気体を第１集塵チャンバー１１に貯留された集塵用液体中に噴出するための集塵配管１２と、第１集塵チャンバー１１における集塵用液体の液面より上方の気体を吸引して第２集塵チャンバー２１に貯留された集塵用液体中に噴出する接続配管２２と、第２集塵チャンバー２１における集塵用液体の液面より上方の気体を吸引してミストセパレータ３１に送る接続配管３２と、ミストセパレータ３１内の気体をブロアー４１に送る接続配管４２とを備える。
【００３０】
第１集塵チャンバー１１には、真空製膜装置１またはスクライビング装置２において生成される含塵気体から粉塵を除去するための集塵用液体が貯留されている。上述した真空製膜装置１またはスクライビング装置２において生成される含塵気体を第１集塵チャンバー１１に貯留された集塵用液体中に噴出するための集塵配管１２の先端には、多孔性材料よりなる気水混合器１３が配設されており、この気水混合器１３は、第１集塵チャンバー１１に貯留された集塵用液体中に浸漬されている。
【００３１】
集塵配管１２は、帯電に起因する火花の発生を防止するため、導電性を有する材料から構成されるとともに、アースがなされている。
【００３２】
この第１集塵チャンバー１１には、第１集塵チャンバー１１に貯留された集塵用液体中のパーティクルを測定するパーティクルセンサ１４が配設されている。このパーティクルセンサ１４は、第１集塵チャンバー１１に貯留された集塵用液体中のパーティクルの大きさを測定するものである。なお、このパーティクルセンサ１４として、第１集塵チャンバー１１に貯留された集塵用液体の濁度を測定する濁度計を使用してもよい。
【００３３】
また、第１集塵チャンバー１１には、集塵用液体を補充するための補充タンク１５と、第１集塵用チャンバー１１に貯留された集塵用液体を排出するための開閉弁１６とが配設されている。また、第１集塵チャンバー１１には、集塵配管１２内の圧力を測定する圧力センサ１８と、集塵配管１２と第１集塵チャンバー１１との圧力差を測定するための差圧計１７とが配設されている。
【００３４】
さらに、第１集塵用チャンバー１１に貯留された集塵用液体の液面付近には、消泡器１９が配設されている。この消泡器１９は、網目状の構造を有し、集塵用液体の液面をほぼ覆うような状態で配設される。この消泡器１９は、集塵用液体の液面に浮上してきた泡を速やかに破砕し、粉塵を含む飛沫が大きく舞い上がるのを防止するとともに、大きな泡が濾過されずに通過してしまうのを防止するためのものである。
【００３５】
第２集塵チャンバー２１には、第１集塵チャンバー１１からの気体から粉塵を除去するための集塵用液体が貯留されている。第１集塵チャンバー１１における集塵用液体の液面より上方の気体を第２集塵チャンバー２１に貯留された集塵用液体中に噴出するための接続配管２２の先端には、多孔性材料よりなる気水混合器２３が配設されており、この気水混合器２３は、第２集塵チャンバー２１に貯留された集塵用液体中に浸漬されている。この接続配管２２は、既に防塵処理がなされた後の気体を通過させるものであるため、必ずしも導電性を有する材料から構成される必要はない。
【００３６】
この第２集塵チャンバー２１には、第２集塵チャンバー２１に貯留された集塵用液体中のパーティクルを測定するパーティクルセンサ２４が配設されている。このパーティクルセンサ２４は、第１集塵チャンバー１１に配設されたパーティクルセンサ１４と同様、第２集塵チャンバー２１に貯留された集塵用液体中のパーティクルの大きさを測定するものである。
【００３７】
また、第２集塵チャンバー２１には、集塵用液体を補充するための補充タンク２５と、第２集塵用チャンバー２１に貯留された集塵用液体を排出するための開閉弁２６とが配設されている。また、第２集塵チャンバー１１には、接続配管２２と第２集塵チャンバー２１との圧力差を測定するための差圧計２７とが配設されている。
【００３８】
さらに、第２集塵用チャンバー２１に貯留された集塵用液体の液面付近には、消泡器２９が配設されている。この消泡器２９は、第１集塵チャンバー１１における消泡器１９と同様、網目状の構造を有し、集塵用液体の液面をほぼ覆うような状態で配設さる。この消泡器２９も、集塵用液体の液面に浮上してきた泡を速やかに破砕し、粉塵を含む飛沫が大きく舞い上がるのを防止するとともに、大きな泡が濾過されずに通過してしまうのを防止するためのものである。
【００３９】
ミストセパレータ３１と第２集塵チャンバー２１とは、第２集塵チャンバー２１における集塵用液体の液面より上方の気体をミストセパレータ３１に送るための管路３２により接続されている。また、ミストセパレータ３１の底面には、ミストセパレータ３１により回収された集塵用液体を第２集塵チャンバー２１に回収するための管路３６が配設されている。さらに、ミストセパレータ３１には、ミストセパレータ３１内の圧力を測定する圧力計３８が配設されている。そして、このミストセパレータ２１とブロアー４１とは、管路４２により接続されている。
【００４０】
なお、第１集塵チャンバー１１に貯留される集塵用液体としては、例えば、逆性石鹸等の界面活性剤を使用することができる。第１集塵チャンバー１１に貯留される集塵用液体として界面活性剤を使用した場合には、含塵気体中の粉塵を確実に集塵することができる。この場合においては、第２集塵チャンバー２１に貯留される集塵用液体としては、水道水等の水を使用することができる。これにより、第１集塵チャンバー１１において界面活性剤により生ずる泡を、第２集塵チャンバー２１に貯留された水により捕獲することができることから、この泡がブロアー４１を介して外部に排出されることを防止することが可能となる。
【００４１】
また、第１集塵チャンバー１１に貯留される集塵用液体としては、真空製膜装置１またはスクライビング装置２において生成される含塵気体がフッ素などの有害なガスを含む場合においては、例えば、水酸化ナトリウム溶液等の、含塵気体を無害化することができる薬液を使用することができる。これにより、フッ酸と水酸化ナトリウムとを反応させてフッ化水素ナトリウムとすることにより、有害な含塵気体を無害化することが可能となる。この場合においては、第２集塵チャンバー２１に貯留される集塵用液体としては、水道水等の水を使用することができる。これにより、第１集塵チャンバー１１に貯留された水酸化ナトリウム等の薬液が、ブロアー４１を介して外部に排出されることを防止することが可能となる。
【００４２】
以上のような構成を有する太陽電池製造装置における湿式集塵装置３においては、ブロアー４１の作用により湿式集塵装置３内が減圧されることにより、真空製膜装置１またはスクライビング装置２において生成される含塵気体は、集塵配管１２および気水混合器１３を介して第１集塵チャンバー１１に貯留された集塵用液体中に噴出される。このように、真空製膜装置１またはスクライビング装置２において生成される含塵気体を、速やかに第１集塵チャンバー１１に貯留された集塵用液体と接触させることにより、粉塵爆発を効果的に防止することが可能となる。そして、この第１集塵チャンバー１１においては、真空製膜装置１またはスクライビング装置２において生成される含塵気体から粉塵を効果的に除去することが可能となる。
【００４３】
真空製膜装置１またはスクライビング装置２において生成され、第１集塵チャンバー１１において粉塵を除去された気体は、第１集塵チャンバー１１に貯留された集塵用液体の液面の上方に移動する。そして、この気体は、接続管路２２および気水混合器２３を介して第２集塵チャンバー２１に送られ、第２集塵チャンバー２１に貯留された集塵用液体中に噴出される。この第２集塵チャンバー２１においても、第１集塵チャンバー１１から送られた気体から粉塵を効果的に除去することが可能となる。
【００４４】
第２集塵チャンバー２１において粉塵を除去された気体は、第２集塵チャンバー２１に貯留された集塵用液体の液面の上方に移動する。そして、この気体は、管路３２を介してミストセパレータ３１に送られる。ミストセパレータ３１においては、第２集塵チャンバー２１から排出された気体中のミストが捕獲され、第２集塵チャンバー２１内に回収される。
【００４５】
以上の含塵気体等の吸引動作は、ブロアー４１の作用により実行される。このブロアー４１は、第１集塵チャンバー１１および第２集塵チャンバー２１において接液後の粉塵が確実に除去された気体を吸引排気すること、また、液中を通過した気体は多湿状態であることから、高価な防爆型のブロアーを使用する必要がない。このため、太陽電池製造装置全体のコストを安価なものとすることが可能となる。
【００４６】
なお、含塵気体等の吸引動作を一定以上連続して実行した場合においては、開閉弁１６、２６が開放されて集塵用液体が排出されるとともに、湿式集塵装置３における集塵配管１２が、配管７を介して清掃機構４と接続される。そして、清掃機構４による吸引作用により、湿式集塵装置３が清掃される。
【００４７】
また、この湿式集塵装置３においては、第１集塵チャンバー１１および第２集塵チャンバー２１に配設されたパーティクルセンサ１４、２４により測定した集塵用液体中のパーティクルの大きさが一定以上となった場合には、メンテナンスの実施を促す警告表示を行う構成となっている。すなわち、集塵用液体中のパーティクルは、湿式集塵装置３の稼働につれて積分的に増加する。このため、パーティクルセンサ１４、２４により測定した集塵用液体中のパーティクルの大きさが、例えば、１ミクロン以上となったときに、メンテナンスの実施を促す警告表示を行うことにより、湿式集塵装置３による集塵効果の低下を防止することが可能となる。
【００４８】
また、この湿式集塵装置３においては、圧力計１８により測定した圧力が大気圧より一定以上負圧となっていない場合には、流量が低下しているものとしてブロアー４１を停止させる。また、差圧計１７により測定した集塵配管１２と第１集塵チャンバー１１との差圧が一定以上の場合には、気水混合器１３に目詰まりが生じているものとし、また、一定以下のときは流量が低下し、あるいは、集塵用液体の液面が低下しているものとしてブロアー４１を停止させる。同様に、差圧計２７により測定した接続配管２２と第２集塵チャンバー２１との差圧が一定以上の場合には、気水混合器２３に目詰まりが生じているものとし、また、一定以下の場合には気体の流量が低下し、あるいは、集塵用液体の液面が低下しているものとしてブロアー４１を停止させる。さらに、圧力計３８により測定した圧力が大気圧より一定以上負圧となっている場合には、ミストセパレータ３１に目詰まりが発生しているものとし、大気圧との差が一定以下の場合には気体の流量が低下し、あるいは、第１、第２集塵チャンバー１１、１２における集塵用液体の液面が低下しているものとしてブロアー４１を停止させる。これにより、湿式集塵装置３の異常を認識することが可能となる。
【００４９】
なお、上述した実施形態においては、第１集塵チャンバー２１および第２集塵チャンバー２２という一対の集塵チャンバーを使用しているが、３個以上の集塵チャンバーを使用してもよい。この場合においては、複数の集塵チャンバーのうち、真空製膜装置１またはスクライビング装置２側の集塵チャンバーには界面活性剤あるいは含塵気体を無害化することができる薬液が貯留され、ブロアー４１側の集塵チャンバーには水が貯留されることが好ましい。ただし、全ての集塵チャンバーに水を貯留するようにしてもよい。
【００５０】
また、上述した実施形態においては、この発明を太陽電池製造装置に適用した場合について説明したが、この発明と同様の構成を大型の液晶表示用パネル製造装置に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１      真空製膜装置
２      スクライビング装置
３      湿式集塵装置
４      清掃機構
１１    第１集塵チャンバー
１２    集塵配管
１３    気水混合器
１４    パーティクルセンサ
１５    補充タンク
１６    開閉弁
１７    差圧計
１８    圧力計
１９    消泡器
２１    第２集塵チャンバー
２２    接続配管
２３    気水混合器
２４    パーティクルセンサ
２５    補充タンク
２６    開閉弁
２７    差圧計
２９    消泡器
３１    ミストセパレータ
３２    接続配管
３６    管路
３８    圧力計
４１    ブロアー
４２    接続配管
【図１】
2014175641.tif 000003
【図２】
2014175641.tif 000004