(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面を含むステージと、
前記上面に略平行な第１軸を中心として回転する塗布ヘッドと、
制御部と、
を備え、
前記塗布ヘッドの前記第１軸方向の幅は、前記第１軸を中心とする周方向に沿って変化し、
前記制御部は、前記塗布ヘッド及び前記ステージの少なくともいずれかに、前記上面に対して略平行に相対的な移動をさせる動作を実施する塗布装置。
【請求項２】
前記上面に載置された塗布対象物と前記塗布ヘッドとの間に塗布液を供給する塗布液供給部をさらに備え、
前記制御部は、前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとの間に前記塗布液が供給された状態において前記塗布ヘッドを回転させながら、前記動作を実施する請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
前記幅は、連続的に変化する請求項１または２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記塗布ヘッドは、第１領域と、前記周方向の位置が前記第１領域とは異なる第２領域と、を含み、
前記第１領域における前記幅は、前記第２領域における前記幅よりも広く、
前記塗布対象物と前記第１領域とが対向する第１状態から、前記塗布対象物と前記第２領域とが対向する第２状態に変化するときに、前記第１状態における前記相対的な移動の速度は、前記第２状態における前記相対的な移動の速度とは異なる請求項１〜３のいずれか１つに記載の塗布装置。
【請求項５】
前記塗布ヘッドは、第１領域と、前記周方向の位置が前記第１領域とは異なる第２領域と、を含み、
前記第１領域における前記幅は、前記第２領域における前記幅よりも広く、
前記塗布対象物と前記第２領域とが対向する第２状態から、前記塗布対象物と前記第１領域とが対向する第１状態に変化するときに、前記第１状態における前記相対的な移動の速度は、前記第２状態における前記相対的な移動の速度よりも大きい請求項１〜３のいずれか１つに記載の塗布装置。
【請求項６】
前記第１領域における前記幅は、前記塗布ヘッドの最大幅を含み、
前記第２領域における前記幅は、前記塗布ヘッドの最小幅を含む請求項４または５に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記動作は、
前記塗布ヘッド及び前記ステージの少なくともいずれかに、前記上面に対して略平行な第１方向に沿って相対的な移動をさせる第１動作と、
前記塗布ヘッド及び前記ステージの少なくともいずれかに、前記上面に対して略平行で前記第１方向と交差する第２方向に沿って相対的な移動をさせる第２動作と、
を含む請求項１〜６のいずれか１つに記載の塗布装置。
【請求項８】
前記第１軸に対して直交する方向に前記塗布ヘッドの一部を切断したときの断面は、円形状である請求項１〜７のいずれか１つに記載の塗布装置。
【請求項９】
前記塗布ヘッドは、前記塗布対象物と非接触の状態で対向する請求項２〜８のいずれか１つに記載の塗布装置。
【請求項１０】
前記塗布液は、高分子有機化合物を含み、
前記塗布液の蒸気圧は、１００パスカル以上３００００パスカル以下である請求項２〜９のいずれか１つに記載の塗布装置。
【請求項１１】
ステージの上面に載置された塗布対象物と、前記上面に略平行な第１軸を中心として回転する塗布ヘッドであって、前記塗布ヘッドの前記第１軸方向の幅が前記第１軸を中心とする周方向に沿って変化する前記塗布ヘッドと、の間に塗布液を供給する工程と、
前記塗布ヘッドを回転させながら、前記塗布ヘッド及び前記ステージの少なくともいずれかに、前記上面に対して略平行に相対的な移動をさせる工程と、
を備えた塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、塗布装置、塗布方法及び塗布プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性ポリマーやフラーレンなどを用いた有機半導体を含む太陽電池がある。この太陽電池においては、塗布装置を用いた簡便な方法で塗布対象物に対して光電変換膜を形成することができる。塗布装置において、様々な平面形状の塗布対象物に対して塗布できることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５３０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、様々な平面形状の塗布対象物に対して塗布可能な塗布装置、塗布方法及び塗布プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、ステージと、塗布ヘッドと、制御部と、を含む塗布装置が提供される。前記ステージは、上面を含む。前記塗布ヘッドは、前記上面に略平行な第１軸を中心として回転する。前記塗布ヘッドの前記第１軸方向の幅は、前記第１軸を中心とする周方向に沿って変化する。前記制御部は、前記塗布ヘッド及び前記ステージの少なくともいずれかに、前記上面に対して略平行に相対的な移動をさせる動作を実施する。
本発明の別の実施形態によれば、ステージの上面に載置された塗布対象物と、前記上面に略平行な第１軸を中心として回転する塗布ヘッドであって、前記塗布ヘッドの前記第１軸方向の幅が前記第１軸を中心とする周方向に沿って変化する前記塗布ヘッドと、の間に塗布液を供給する工程と、前記塗布ヘッドを回転させながら、前記塗布ヘッド及び前記ステージの少なくともいずれかに、前記上面に対して略平行に相対的な移動をさせる工程と、を備えた塗布方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係る塗布装置を例示する模式図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、第１の実施形態に係る塗布装置の動作を例示する工程順模式的斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る塗布方法を例示するフローチャート図である。
【図４】第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの一部を例示する模式的断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る別の太陽電池モジュールを例示する模式的断面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｃ）は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を例示する工程順模式的平面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｄ）は、第２の実施形態に係る塗布装置の動作を例示する工程順模式的斜視図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を例示する工程順模式的平面図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第３の実施形態に係る塗布装置の動作を例示する模式的斜視図である。
【図１０】第３の実施形態に係る太陽電池モジュールを例示する模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）  
図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係る塗布装置を例示する模式図である。  図１（ａ）は、塗布装置を例示する模式的平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡＡ方向から見た塗布装置を例示する模式的側面図である。図１（ｃ）は、塗布ヘッドを例示する模式的斜視図である。
【０００９】
本実施形態に係る塗布装置１１０は、ステージ１０と、塗布ヘッド２０と、制御部３０と、塗布液供給部４０と、を含む。
【００１０】
ステージ１０は、塗布対象物５０を載置する支持台である。ステージ１０は、上面１０ｕを含む。上面１０ｕは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿い、Ｚ軸方向に対して垂直である。ステージ１０は、例えば、円形状である。ステージ１０の形状は、特に限定されない。
【００１１】
塗布ヘッド２０は、第１軸２０ｒを中心として回転方向Ｄ１に沿って回転可能である。回転方向Ｄ１の向きは、変更できても良い。第１軸２０ｒは、上面１０ｕに略平行である。第１軸２０ｒは、上面１０ｕに実質的に平行であればよい。第１軸２０ｒと上面１０ｕとの間の角度は、例えば、±１０度の範囲であることが好ましい。塗布ヘッド２０の第１軸２０ｒの方向の幅ｗｔは、第１軸２０ｒを中心とする周方向Ｄ２に沿って変化する。第１軸２０ｒは、例えば、Ｙ軸方向に沿う。
【００１２】
塗布ヘッド２０は、第１領域２１と、第２領域２２と、を含む。第２領域２２は、周方向Ｄ２の位置が第１領域２１とは異なる。第１領域２１における幅ｗｔは、第１幅ｗｔ１を含む。第２領域２２における幅ｗｔは、第２幅ｗｔ２を含む。第１幅ｗｔ１は、第２幅ｗｔ２よりも広い。第１幅ｗｔ１は、例えば、塗布ヘッド２０の最大幅である。第２幅ｗｔ２は、例えば、塗布ヘッド２０の最小幅である。この幅ｗｔは、連続的に変化する。すなわち、第１領域２１における幅ｗｔは、塗布ヘッド２０の最大幅を含む。第２領域２２における幅ｗｔは、塗布ヘッド２０の最小幅を含む。
【００１３】
第１軸２０ｒと直交する方向に塗布ヘッド２０の一部を切断したときの断面は、例えば、円形状である。この断面は、楕円形状でもよい。この断面は、多角形状でもよい。塗布ヘッド２０の一部とは、例えば、塗布ヘッド２０の中央部分である。
【００１４】
制御部３０は、塗布ヘッド２０及びステージ１０の少なくともいずれかに、上面１０ｕに対して略平行な第１面内で相対的な移動をさせる動作を実施する。第１面は、上面１０ｕに実質的に平行であればよい。第１面と上面１０ｕとの間の角度は、例えば、±１０度の範囲であることが好ましい。この例においては、第１面内の第１方向Ｘ１に沿って相対的な移動が実施される。第１方向Ｘ１は、例えば、Ｘ軸方向に沿う。ステージ１０の位置を固定し、塗布ヘッド２０を移動させる。塗布ヘッド２０の位置を固定し、ステージ１０を移動させてもよい。塗布ヘッド２０の動作は、制御部３０により制御される。ステージ１０の動作は、制御部３０により制御される。
【００１５】
ステージ１０の上面１０ｕに塗布対象物５０が載置される。塗布対象物５０は、例えば、後述する太陽電池モジュールに用いられる円形状の基板である。塗布ヘッド２０は、例えば、塗布対象物５０と非接触の状態で対向する。
【００１６】
塗布液供給部４０は、塗布ヘッド２０と塗布対象物５０との間に塗布液６０を供給する。塗布液供給部４０の動作は、制御部３０により制御される。
【００１７】
制御部３０は、塗布ヘッド２０と塗布対象物５０との間に塗布液６０が供給された状態において塗布ヘッド２０を回転させながら、第１方向Ｘ１に沿って塗布ヘッド２０及びステージ１０の少なくともいずれかを相対的に移動させる動作を実施する。第１方向Ｘ１が塗布対象物５０の外側から中心に向かう方向である場合、塗布ヘッド２０と塗布対象物５０との間に保持される塗布液６０の幅は、第１方向Ｘ１に向かって連続的に狭くなる。また、第１方向Ｘ１が塗布対象物５０の中心から外側に向かう方向である場合、塗布ヘッド２０と塗布対象物５０との間に保持される塗布液６０の幅は、第１方向Ｘ１に向かって連続的に広くなる。
【００１８】
制御部３０には、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリなどを含む演算装置が用いられる。制御部３０の各ブロックの一部、又は全部には、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路またはＩＣ（Integrated Circuit）チップセットを用いることができる。各ブロックに個別の回路を用いてもよいし、一部又は全部を集積した回路を用いてもよい。各ブロック同士が一体として設けられてもよいし、一部のブロックが別に設けられてもよい。また、各ブロックのそれぞれにおいて、その一部が別に設けられてもよい。集積化には、ＬＳＩに限らず、専用回路又は汎用プロセッサを用いてもよい。
【００１９】
制御部３０は、塗布装置１１０による塗布動作を制御する。制御部３０は、例えば、塗布プログラムとして実現される。すなわち、制御部３０は、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることでも実現される。制御部３０に含まれる各部の機能は、上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサに塗布プログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、制御部３０は、上記の塗布プログラムをコンピュータ装置にあらかじめインストールすることで実現してもよいし、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記の塗布プログラムを配布して、この塗布プログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。また、制御部３０は、上記のコンピュータ装置に内蔵あるいは外付けされたメモリ、ハードディスクもしくはＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒなどの記憶媒体などを適宜利用して実現することができる。
【００２０】
塗布装置１１０は、例えば、太陽電池モジュールの製造に用いられる。塗布装置１１０は、太陽電池モジュールの基板（塗布対象物５０）の上に、発電層の材料（塗布液６０）を塗布する。発電層とは、例えば、後述する第１電荷輸送層、光活性層及び第２電荷輸送層のいずれかである。塗布液６０は、第１電荷輸送層の材料、光活性層の材料及び第２電荷輸送層の材料のいずれかを溶媒に溶かした溶液である。この場合、塗布液６０は、高分子有機化合物を含む。塗布液６０の蒸気圧は、例えば、１００パスカル（Ｐａ）以上３００００Ｐａ以下であることが好ましい。このときの温度は、例えば、２０℃である。
【００２１】
塗布ヘッド２０を塗布対象物５０に対して移動させることで、塗布対象物５０の上に約１マイクロメートル（μｍ）程度の薄い塗布膜が均一に設けられる。
【００２２】
高分子有機材料を溶媒に溶かし、塗布により、基板の上に発電層を形成する方法として、例えば、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法などが用いられている。これらの塗布方法においては、塗布装置の構成が比較的簡便である。
【００２３】
一般的な塗布装置は、例えば、長い矩形状の塗布対象物に対して、連続的に塗布液を塗布する場合に好適である。この場合、円柱状の塗布ヘッドが用いられる。しかしながら、このような塗布ヘッドでは、上述したような円形状の塗布対象物には対応できない。
【００２４】
例えば、腕時計などの比較的小型の製品の場合、太陽電池モジュールを搭載できる領域が限られている。このため、太陽電池モジュールも製品の形状に合わせて適宜設けられる。すなわち、塗布装置についても、矩形状以外の様々な塗布形状に対応できることが望ましい。
【００２５】
スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、または、グラビア・オフセット印刷法などは、版を作製すれば、矩形状以外の塗布形状にも対応できる。しかしながら、塗布液の粘度、表面張力、塗布後の膜厚及び膜厚精度などの観点から、太陽電池モジュールに用いる塗布液の塗布には適していない。また、ディスペンサー法またはインクジェット法などを用いて、塗布液を滴下または飛翔させる方法もある。しかしながら、微細な凹凸形状が残る、塗布に要する時間が長い、などの問題があり、太陽電池モジュールに用いる塗布液の塗布には適していない。
【００２６】
これに対して、本実施形態によれば、塗布ヘッド２０を含む。塗布ヘッド２０は、第１軸２０ｒを中心として回転し第１軸２０ｒに対して平行な幅ｗｔが周方向Ｄ２に沿って変化する。そして、制御部３０は、塗布ヘッド２０及びステージ１０の少なくともいずれかに、上面１０ｕに対して平行な第１面内での相対的な移動をさせる動作を実施する。これにより、矩形状以外の塗布形状に対応できる。例えば、円形状の塗布対象物５０に対して塗布することができる。
【００２７】
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、第１の実施形態に係る塗布装置の動作を例示する工程順模式的斜視図である。
この例の塗布対象物５０は、太陽電池モジュールに用いられる円形状の基板である。この例においては、塗布ヘッド２０を、第１方向Ｘ１に沿って塗布対象物５０の外側から中心に向けて移動させる。なお、ステージ１０の図示は省略する。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、塗布対象物５０の上には、第１層６５が設けられている。第１層６５は、例えば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)などの透明電極である。第１層６５は、例えば、略扇形状である。第１層６５は、例えば、スパッタ法などを用いて塗布対象物５０の上に形成される。塗布対象物５０の上には、略扇形状の第１層６５が円周方向に沿って複数箇所（例えば８箇所）に設けられている。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、塗布ヘッド２０を第１層６５に近接させた状態において、塗布液供給部４０は、第１層６５と塗布ヘッド２０との間に塗布液６０を供給する。塗布液６０は、例えば、電荷輸送層（電子輸送層または正孔輸送層）の材料、または、光活性層の材料である。制御部３０は、塗布ヘッド２０を回転方向Ｄ１に沿って回転させながら、第１方向Ｘ１に沿って第１層６５の上を移動させる動作を実施する。
【００３０】
塗布ヘッド２０は、第１幅ｗｔ１を有する第１領域２１と、第１幅ｗｔ１よりも狭い第２幅ｗｔ２を有する第２領域２２と、を含む。塗布ヘッド２０の回転動作の開始位置において、第１領域２１が塗布対象物５０と対向する。第１幅ｗｔ１は、例えば、塗布ヘッド２０の最大幅である。また、塗布ヘッド２０の回転動作の終了位置において、第２領域２２が塗布対象物５０と対向する。第２幅ｗｔ２は、例えば、塗布ヘッド２０の最小幅である。
【００３１】
図２（ｃ）に示すように、塗布ヘッド２０を回転させながら第１層６５の上を移動することで、第１層６５と第１領域２１とが対向する第１状態から、第１層６５と第２領域２２とが対向する第２状態に変化する。すなわち、塗布ヘッド２０と第１層６５との間に保持される塗布液６０の幅が第１方向Ｘ１に向かって連続的に狭くなる。この場合、塗布膜の厚さを一定にするには、塗布ヘッド２０（または第１層６５）の相対的な移動速度と、塗布ヘッド２０と第１層６５との間隔と、を制御することで実現される。一般的に等幅の塗布を行う場合、相対的に移動しながら塗布していくと、塗布液が消費されて塗布膜の厚さは薄くなる。このため、相対的な移動速度を大きくし、間隔を広げることで塗布膜の厚さを厚くする。
【００３２】
つまり、実施形態に係る塗布方法によれば、主に表面張力により塗布液が塗布ヘッドと塗布対象物との間に溜められている。相対的な移動速度を大きくすると、表面張力に打ち勝って塗布対象物に残る塗布液が多くなる。このため、塗布膜の厚さが厚くなると考えられる。また、間隔を広くすると、表面張力により塗布ヘッドと塗布対象物との間に溜められる塗布液が少なくなり、塗布対象物に残る塗布液が多くなる。このため、塗布膜の厚さが厚くなると考えられる。
【００３３】
本実施形態においては、図２（ｃ）に示すように、次第に塗布幅が狭くなる。塗布膜の厚さを一定にするためには、塗布ヘッド２０（または第１層６５）の相対的な移動速度と、塗布ヘッド２０と第１層６５との間隔と、を適切に制御することが好ましい。例えば、塗布膜の厚さを一定にするために、第１状態（第１層６５と第１領域２１とが対向している状態）における相対的な移動速度を、第２状態（第１層６５と第２領域２２とが対向している状態）における相対的な移動速度よりも大きくしてもよい。すなわち、塗布ヘッド２０の移動に応じて塗布液６０の幅が減少する場合には、塗布ヘッド２０の移動速度が徐々に小さくなるように制御してもよい。また、塗布形状（塗布液の消費量）によっては、第１状態における相対的な移動速度を、第２状態における相対的な移動速度よりも小さくしてもよい。
【００３４】
図２（ｄ）に示すように、塗布液６０は、第１層６５の上に略扇形状に塗布される。そして、塗布対象物５０を回転方向Ｄ３に沿って回転させ、次の第１層６５に対して同じ塗布動作を繰り返す。すなわち、この塗布動作は複数回（例えば８回）実施される。塗布液６０は、塗布対象物５０の上に設けられた複数箇所（８箇所）の第１層６５のそれぞれの上に、略扇形状に塗布される。
【００３５】
図３は、第１の実施形態に係る塗布方法を例示するフローチャート図である。  
塗布装置１１０は、ステージ１０の上面１０ｕに載置された塗布対象物５０と、塗布ヘッド２０との間に塗布液６０を供給する（ステップＳ１）。塗布ヘッド２０を回転方向Ｄ１に沿って回転させながら、塗布ヘッド２０及びステージ１０の少なくともいずれかに、上面１０ｕに対して平行な第１面内での相対的な移動をさせる。この例においては、第１方向Ｘ１に沿って相対的に移動させる（ステップＳ２）。これにより、図２（ｄ）に示すように、塗布液６０を、略扇形状に塗布することができる。この塗布動作を繰り返すことで、円形状の塗布対象物５０に対して塗布することが可能となる。
【００３６】
上記の塗布対象物５０は、円形状に限定されない。本実施形態によれば、様々な平面形状の塗布対象物に対して塗布することができる。
【００３７】
図４は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの一部を例示する模式的断面図である。  
図４は、有機薄膜太陽電池セルの一部を例示する。
図４に示すように、第１電荷輸送層７０ａは、例えば、正孔を輸送し、電子をブロッキングする正孔輸送層である。第２電荷輸送層７０ｂは、例えば、電子を輸送し、正孔をブロッキングする電子輸送層である。
【００３８】
透明電極を含む陽極７２は、基板７１の上に設けられる。第１電荷輸送層７０ａは、陽極７２の上に設けられる。光活性層（光電変換層）７３は、第１電荷輸送層７０ａの上に設けられる。第２電荷輸送層７０ｂは、光活性層７３の上に設けられる。光活性層７３は、第１導電形の半導体層７３ｎと第２導電形の半導体層７３ｐとがバルクへテロ接合した薄膜である。陰極７４は、第２電荷輸送層７０ｂの上に設けられる。セルの表面には、封止フィルム（図示せず）が設けられている。
【００３９】
これらの第１電荷輸送層７０ａ、光活性層７３及び第２電荷輸送層７０ｂをあわせて発電層としている。
【００４０】
実施形態に係る太陽電池モジュールは、例えば、バルクへテロ接合型である。バルクへテロ接合型の光活性層の特徴は、ｐ形半導体とｎ形半導体とがブレンドされ、ナノオーダーのｐｎ接合が光活性層の全体に広がっていることである。このため、従来の積層型有機薄膜太陽電池よりもｐｎ接合領域が広く、実際に発電に寄与する領域も光活性層全体に広がっている。従って、バルクへテロ接合型の有機薄膜太陽電池における発電に寄与する領域は、積層型有機薄膜太陽電池と比べ厚くなる。これにより、光子の吸収効率も向上し、取り出せる電流も増加する。
【００４１】
以下、本実施形態に係る太陽電池モジュールに用いられる部材について説明する。
【００４２】
（基板）
塗布対象物５０は、例えば、基板７１である。基板７１は、他の構成部材を支持する。基板７１は、例えば、電極の形成に伴う熱や有機溶剤によって変質しない材料が用いられる。基板７１の材料には、例えば、無アルカリガラス、石英ガラス等の無機材料が用いられる。基板７１の材料には、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー等のプラスチック、または、高分子フィルムでもよい。基板７１には、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、または、シリコンなどの金属基板を用いてもよい。基板７１には、例えば、光透過性を有する材料が用いられる。その他の構成部材を支持するために十分な強度があれば、基板７１の厚さは、特に限定されない。
【００４３】
（陽極）
陽極７２は、基板７１の上に設けられる。陽極７２には、透明または半透明の導電性を有する材料が用いられる。陽極７２の形成には、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法及び塗布法などが用いられる。陽極７２の材料としては、導電性の金属酸化物膜や半透明の金属薄膜などが挙げられる。具体的には、金属酸化物膜として、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、それらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、または、インジウム・亜鉛・オキサイドなどを含む導電性ガラスを用いて作製された膜、などが挙げられる。金属薄膜の材料には、金、白金、銀、または、銅などが用いられる。光透過性を有する陽極７２の材料には、ＩＴＯまたはＦＴＯが好ましい。光透過性を有する陽極７２の材料には、有機系の導電性ポリマーであるポリアニリンおよびその誘導体や、ポリチオフェンおよびその誘導体などを用いてもよい。
【００４４】
陽極７２の材料としてＩＴＯを用いた場合、陽極７２の膜厚は、ＩＴＯの場合、３０ナノメートル（ｎｍ）以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。３０ｎｍより薄くすると、導電性が低下して抵抗が高くなり、光電変換効率低下の原因となる。３００ｎｍよりも厚くすると、ＩＴＯの可撓性が低下し、応力が作用するとＩＴＯが割れる場合がある。陽極７２のシート抵抗は低いことが好ましく、例えば、１０Ω／□（オームパースクウェア）以下である。陽極７２は、単層でもよく、異なる仕事関数の材料を用いた層を積層したものでもよい。
【００４５】
（第１電荷輸送層）
塗布液６０は、例えば、第１電荷輸送層７０ａの材料を含む。第１電荷輸送層７０ａは、陽極７２と光活性層７３との間に配置される。第１電荷輸送層７０ａは、下部の電極の凹凸をレベリングして太陽電池素子の短絡を防ぐ。第１電荷輸送層７０ａは、正孔のみを効率的に輸送する。第１電荷輸送層７０ａは、光活性層７３の界面近傍で発生した励起子の消滅を防ぐ。第１電荷輸送層７０ａには、例えば、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアニリン、または、ポリピロール等の有機導電性ポリマーが用いられる。ポリチオフェン系ポリマーには、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ(３，４−エチレンジオキシチオフェン)−ポリ(スチレンスルホネート)）などが用いられる。ポリチオフェン系ポリマーの代表的な製品としては、例えば、スタルク社のＣｌｅｖｉｏｓ ＰＨ５００、ＣｌｅｖｉｏｓＰＨ、ＣｌｅｖｉｏｓＰＶ Ｐ Ａｌ ４０８３、及び、ＣｌｅｖｉｏｓＨＩＬ１．１が挙げられる。無機物では、酸化モリブテンが好適な材料である。
【００４６】
第１電荷輸送層７０ａの材料としてＣｌｅｖｉｏｓ ＰＨ５００を使用する場合、第１電荷輸送層７０ａの厚さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。薄すぎる場合は、電子をブロックする作用が低下する。厚すぎる場合は、膜抵抗が大きくなり、光活性層７３で発生した電流を制限してしまうため、光変換効率が低下する。
【００４７】
第１電荷輸送層７０ａの形成には、例えば、スピンコート法などの塗布法を用いることができる。第１電荷輸送層７０ａの材料を所望の厚さに塗布した後、ホットプレート等で加熱及び乾燥する。例えば、１４０℃以上２００℃以下で、１分以上１０分以下程度、加熱及び乾燥することが好ましい。塗布する溶液は、予めフィルターでろ過したものを使用することが望ましい。
【００４８】
（光活性層）
塗布液６０は、例えば、光活性層（光電変換層）７３の材料を含む。光活性層７３は、陽極７２と陰極７４との間に配置されている。光活性層７３は、第１導電形の第１半導体層７３ｎと、第２導電形の第２半導体層７３ｐと、を含む。第１半導体層７３ｎは、例えば、第２電荷輸送層７０ｂと第２半導体層７３ｐとの間に設けられる。例えば、第１導電形はｎ形であり、第２導電形はｐ形である。第１導電形がｐ形であり、第２導電形がｎ形でもよい。
【００４９】
光活性層７３は、例えば、第１半導体層７３ｎと第２半導体層７３ｐとがバルクヘテロ接合した構造の薄膜である。バルクへテロ接合型の光活性層の特徴は、ｎ形半導体とｐ形半導体とがブレンドされ、ナノオーダーのｐｎ接合が光電変換層の全体に広がっていることである。この構造は、例えば、ミクロ層分離構造と呼ばれる。
【００５０】
バルクへテロ接合型の光活性層７３では、混合されたｐ形半導体とｎ形半導体との接合面において生じる光電荷分離を利用して電流を得る。ｐ形半導体には、電子供与性の性質を有する材料が用いられる。一方、ｎ形半導体には、電子受容性の性質を有する材料が用いられる。実施形態においては、ｐ形半導体及びｎ形半導体の少なくともいずれかに有機半導体が用いられる。
【００５１】
ｐ形有機半導体としては、例えば、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、オリゴチオフェン及びその誘導体、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖または主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体などを使用することができる。これらを併用してもよい。また、これらの共重合体を使用してもよく、例えば、共重合体としては、チオフェン−フルオレン共重合体、フェニレンエチニレン−フェニレンビニレン共重合体等が挙げられる。
【００５２】
好ましいｐ形有機半導体は、π共役を有する導電性高分子であるポリチオフェン及びその誘導体である。ポリチオフェン及びその誘導体は、優れた立体規則性を確保することができ、溶媒への溶解性が比較的高い。ポリチオフェン及びその誘導体は、チオフェン骨格を有する化合物であれば特に限定されない。ポリチオフェン及びその誘導体の具体例としては、例えば、ポリアルキルチオフェン、ポリアリールチオフェン、ポリアルキルイソチオナフテン及びポリエチレンジオキシチオフェン等が挙げられる。ポリアルキルチオフェンとしては、ポリ３−メチルチオフェン、ポリ３−ブチルチオフェン、ポリ３−ヘキシルチオフェン、ポリ３−オクチルチオフェン、ポリ３−デシルチオフェン及びポリ３−ドデシルチオフェン等が挙げられる。ポリアリールチオフェンとしては、ポリ３−フェニルチオフェン、ポリ３−（ｐ−アルキルフェニルチオフェン）などが挙げられる。ポリアルキルイソチオナフテンとしては、ポリ３−ブチルイソチオナフテン、ポリ３−ヘキシルイソチオナフテン、ポリ３−オクチルイソチオナフテン、ポリ３−デシルイソチオナフテンなどが挙げられる。
【００５３】
また、カルバゾール、ベンゾチアジアゾール及びチオフェンからなる共重合体であるＰＣＤＴＢＴ(ポリ[Ｎ−９”−ヘプタ−デカニル−２，７−カルバゾール−アルト−５，５−(４’，７’−ジ−２−チエニル−２’，１’，３’−ベンゾチアジアゾール)])などの誘導体は、優れた光電変換効率を得られる化合物である。
【００５４】
溶媒に溶解させた溶液を塗布することによって、これらの導電性高分子の膜を形成することができる。従って、大面積の有機薄膜太陽電池を、印刷法等により、安価な設備にて低コストで製造できる。
【００５５】
ｎ形有機半導体としては、フラーレン及びその誘導体を用いることが好ましい。ここで使用されるフラーレン誘導体は、フラーレン骨格を有する誘導体であれば特に限定されない。具体的には、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８及びＣ８４などを基本骨格として構成される誘導体が挙げられる。フラーレン誘導体は、フラーレン骨格における炭素原子が任意の官能基で修飾されていてもよい。この官能基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。フラーレン誘導体には、フラーレン結合ポリマーも含まれる。溶剤に親和性の高い官能基を有し、溶媒への可溶性が高いフラーレン誘導体が好ましい。
【００５６】
フラーレン誘導体における官能基としては、例えば、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、シアノ基、アルコキシ基、及び、芳香族複素環基などが挙げられる。ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子や塩素原子などが挙げられる。アルキル基としは、例えば、メチル基やエチル基などが挙げられる。アルケニル基としては、例えば、ビニル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基やエトキシ基などが挙げられる。芳香族複素環基としては、例えば、芳香族炭化水素基、チエニル基、及び、ピリジル基などが挙げられる。また、芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基やナフチル基などが挙げられる。より具体的には、水素化フラーレン、オキサイドフラーレン、及び、フラーレン金属錯体などが挙げられる。水素化フラーレンとしては、例えば、Ｃ６０Ｈ３６やＣ７０Ｈ３６などが挙げられる。オキサイドフラーレンとしては、例えば、Ｃ６０やＣ７０などが挙げられる。上述した中でも、フラーレン誘導体として、６０ＰＣＢＭ（[６，６]-フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）または７０ＰＣＢＭ（[６，６]-フェニルＣ７１酪酸メチルエステル）を使用することが特に好ましい。未修飾のフラーレンを使用する場合、Ｃ７０を使用することが好ましい。フラーレンＣ７０は、光キャリアの発生効率が高く、有機薄膜太陽電池に使用するのに適している。
【００５７】
ｐ形半導体がＰ３ＡＴ系である場合、光活性層７３におけるｎ形有機半導体とｐ形有機半導体との混合比率は、およそｎ：ｐ＝１：１であることが好ましい。また、ｐ形半導体がＰＣＤＴＢＴ系である場合、混合比率は、およそｎ：ｐ＝４：１であることが好ましい。
【００５８】
有機半導体を溶媒に溶解することによって、有機半導体を塗布することができる。塗布に用いる溶媒としては、不飽和炭化水素系溶媒、ハロゲン化芳香族炭化水素系溶媒、ハロゲン化飽和炭化水素系溶媒、及び、エーテル類などが挙げられる。不飽和炭化水素系溶媒としては、トルエン、キシレン、テトラリン、デカリン、メシチレン、ｎ−ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、および、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼンなどが挙げられる。ハロゲン化芳香族炭化水素系溶媒としては、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、および、トリクロロベンゼンなどが挙げられる。ハロゲン化飽和炭化水素系溶媒としては、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、および、クロロシクロヘキサンなどが挙げられる。エーテル類としては、テトラヒドロフランおよびテトラヒドロピランなどが挙げられる。特に、ハロゲン系の芳香族溶剤が好ましい。これらの溶剤を単独、もしくは混合して使用することが可能である。
【００５９】
溶液を塗布して膜を形成する方法としては、スピンコート法、ディップコート法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、スプレー法、スクリーン印刷、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、グラビア・オフセット印刷、ディスペンサー塗布、ノズルコート法、キャピラリーコート法、及び、インクジェット法などが挙げられる。これらの塗布法を単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。
【００６０】
（第２電荷輸送層）
塗布液６０は、例えば、第２電荷輸送層７０ｂの材料を含む。第２電荷輸送層７０ｂは、陰極７４と光活性層７３との間に配置される。第２電荷輸送層７０ｂは、正孔をブロックして電子のみを効率的に輸送する。第２電荷輸送層７０ｂは、光活性層７３と第２電荷輸送層７０ｂとの界面で生じたエキシトンの消滅を防ぐ。
【００６１】
第２電荷輸送層７０ｂの材料には、例えば、金属酸化物が用いられる。金属酸化物としては、例えば、ゾルゲル法にてチタンアルコキシドを加水分解して得たアモルファス性の酸化チタンなどが挙げられる。第２電荷輸送層７０ｂの膜の形成方法は、薄膜を形成できる方法であれば特に限定されない。例えば、第２電荷輸送層７０ｂの形成方法は、スピンコート法が挙げられる。第２電荷輸送層７０ｂの材料として酸化チタンを使用する場合、第２電荷輸送層７０ｂの厚さは、例えば、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下が好ましい。第２電荷輸送層７０ｂの厚さが上記の範囲より薄い場合は、ホールブロック効果が低下する。このため、光活性層７３で発生したエキシトンが電子とホールに解離する前に失活してしまい、効率的に電流を取り出すことができない。第２電荷輸送層７０ｂの厚さが厚すぎる場合は、膜抵抗が大きくなり、光活性層７３で発生した電流を制限してしまう。このため、光変換効率が低下する。塗布する溶液は、あらかじめフィルターで濾過されていることが好ましい。所望の厚さになるように溶液を塗布した後、ホットプレートなどを用いて加熱及び乾燥する。５０℃以上１００℃以下の温度において、１分以上１０分以下程度、加熱及び乾燥する。加熱及び乾燥は、空気中にて加水分解を促進しながら行われる。無機物を用いる場合、金属カルシウムなどが好適な材料である。
【００６２】
（陰極）
陰極７４は、第２電荷輸送層７０ｂの上に設けられる。陰極７４の材料は、導電性を有する材料であれば特に限定されない。陰極７４の形成には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法、または、塗布法などが用いられる。これにより、電極として導電性を有する材料を含む膜を形成することができる。電極の材料としては、導電性の金属薄膜や、導電性の金属酸化物膜などが挙げられる。
【００６３】
陽極７２は、例えば、仕事関数の高い材料を用いて形成される。この場合、陰極７４には、仕事関数の低い材料を用いることが好ましい。仕事関数の低い材料としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属などが挙げられる。具体的には、Ｌｉ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｙｂ、Ｚｒ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂａ、およびこれらの合金を挙げることができる。また、これらの仕事関数の低い材料のうちの少なくともいずれかと、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、または、錫などとの合金でもよい。合金の例としては、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、及び、カルシウム−アルミニウム合金などが挙げられる。
【００６４】
陰極７４は、単層でもよく、異なる仕事関数の材料で構成される層を積層したものでもよい。
【００６５】
陰極７４の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。陰極７４の厚さがこの範囲より薄い場合は、抵抗が大きくなりすぎ、光活性層７３で発生した電荷を十分に外部回路へ伝達できない。陰極７４の厚さが厚い場合には、陰極７４の形成に長時間を要するため、材料温度が上昇し、光活性層７３にダメージを与えて性能が劣化してしまうことがある。さらに、材料を大量に使用するため、製造装置の占有時間が長くなり、コストアップに繋がる。
【００６６】
以上では、第１電荷輸送層７０ａが正孔輸送層であり、第２電荷輸送層７０ｂが電子輸送層である場合について説明した。例えば、透明電極が陰極で対向電極が陽極となる逆構成と呼ばれる構成においては、基板７１の側から、陰極（透明電極）、第２電荷輸送層（電子輸送層）、光活性層、第１電荷輸送層（正孔輸送層）及び陽極（対向電極）という構成となる。
【００６７】
図５は、第１の実施形態に係る別の太陽電池モジュールを例示する模式的断面図である。  
図５は、複数の有機薄膜太陽電池セルが直列に接続された構造を備えた太陽電池モジュールの断面を示す。  
図５の構成は、図４の構成とは逆の構成であり、基板７１の側から、陰極（透明電極）、第２電荷輸送層（電子輸送層）、光活性層、第１電荷輸送層（正孔輸送層）及び陽極（対向電極）となる。
【００６８】
図５に示すように、基板７１の上に、陰極７４が設けられる。陰極７４の上に、第２電荷輸送層７０ｂが設けられる。第２電荷輸送層７０ｂの上に、光活性層７３が設けられる。光活性層７３の上に、第１電荷輸送層７０ａが設けられる。第１電荷輸送層７０ａの上に、陽極７２が設けられる。
【００６９】
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を例示する工程順模式的平面図である。  
本例においては、塗布対象物５０の外側から中心に向けて塗布を行い、図５の太陽電池モジュールを製造する。
【００７０】
図６（ａ）に示すように、基板７１の上に、陰極７４の膜を形成し、パターニングする。基板７１は、例えば、円形状である。この例においては、複数個（８個）の略扇形状のセルが直列に接続された太陽電池モジュールが製造される。陰極７４の膜は、例えば、スパッタ法を用いて基板７１の全面に形成された後に、エッチング法を用いて略扇形状にパターニングされる。
【００７１】
図６（ｂ）に示すように、塗布装置１１０を用いて、陰極７４の上に、第２電荷輸送層７０ｂを略扇形状に形成する。そしてさらに、塗布装置１１０を用いて、第２電荷輸送層７０ｂの上に、光活性層７３を略扇形状に形成する。
【００７２】
図６（ｃ）に示すように、塗布装置１１０を用いて、光活性層７３の上に、第１電荷輸送層７０ａを略扇形状に形成する。そして最後に、第１電荷輸送層７０ａの上に、蒸着法などを用いて、陽極７２を形成する。これにより、図５に示した太陽電池モジュールが得られる。
【００７３】
（第２の実施形態）  
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、第２の実施形態に係る塗布装置の動作を例示する工程順模式的斜視図である。  
【００７４】
この例の塗布対象物５０は、太陽電池モジュールに用いられる円形状の基板である。この例においては、塗布ヘッド２０を、第１方向Ｘ１に沿って塗布対象物５０の中心から外側に向けて移動させる。なお、ステージ１０の図示は省略する。
【００７５】
図７（ａ）に示すように、塗布対象物５０の上には、第１層６５が設けられている。第１層６５は、例えば、ＩＴＯなどの透明電極である。第１層６５は、例えば、略扇形状である。第１層６５は、例えば、スパッタ法などを用いて塗布対象物５０の上に形成される。塗布対象物５０の上には、略扇形状の第１層６５が円周方向に沿って複数箇所（例えば８箇所）に設けられている。
【００７６】
図７（ｂ）に示すように、塗布ヘッド２０を第１層６５に近接させた状態において、塗布液供給部４０は、第１層６５と塗布ヘッド２０との間に塗布液６０を供給する。塗布液６０は、例えば、電荷輸送層（電子輸送層または正孔輸送層）の材料、または、光活性層の材料である。制御部３０は、塗布ヘッド２０を回転方向Ｄ１に沿って回転させながら、第１方向Ｘ１に沿って第１層６５の上を移動させる動作を実施する。
【００７７】
塗布ヘッド２０は、第１幅ｗｔ１を有する第１領域２１と、第１幅ｗｔ１よりも狭い第２幅ｗｔ２を有する第２領域２２と、を含む。塗布ヘッド２０の回転動作の開始位置において、第２領域２２が塗布対象物５０と対向する。第２幅ｗｔ２は、例えば、塗布ヘッド２０の最小幅である。また、塗布ヘッド２０の回転動作の終了位置において、第１領域２１が塗布対象物５０と対向する。第１幅ｗｔ１は、例えば、塗布ヘッド２０の最小幅である。
【００７８】
図７（ｃ）に示すように、塗布ヘッド２０を回転させながら第１層６５の上を移動することで、第１層６５と第２領域２２とが対向する第２状態から、第１層６５と第１領域２１とが対向する第１状態に変化する。すなわち、塗布ヘッド２０と第１層６５との間に保持される塗布液６０の幅が第１方向Ｘ１に向かって連続的に広くなる。この場合、塗布膜の厚さを一定にするには、塗布ヘッド２０（または第１層６５）の相対的な移動速度と、塗布ヘッド２０と第１層６５との間隔と、を制御することで実現される。一般的に等幅の塗布を行う場合、相対的に移動しながら塗布していくと、塗布液が消費されて塗布膜の厚さは薄くなる。このため、相対的な移動速度を大きくし、間隔を広げることで塗布膜の厚さを厚くする。
【００７９】
つまり、実施形態に係る塗布方法によれば、主に表面張力により塗布液が塗布ヘッドと塗布対象物との間に溜められている。相対的な移動速度を大きくすると、表面張力に打ち勝って塗布対象物に残る塗布液が多くなる。このため、塗布膜の厚さが厚くなると考えられる。また、間隔を広くすると、表面張力により塗布ヘッドと塗布対象物との間に溜められる塗布液が少なくなり、塗布対象物に残る塗布液が多くなる。このため、塗布膜の厚さが厚くなると考えられる。
【００８０】
本実施形態においては、図７（ｃ）に示すように、次第に塗布幅が広くなる。塗布膜の厚さを一定にするためには、塗布ヘッド２０（または第１層６５）の相対的な移動速度と、塗布ヘッド２０と第１層６５との間隔と、を適切に制御することが好ましい。例えば、移動速度及び間隔を一定としたときに、塗布幅の広い第１領域２１における塗布膜の厚さは、塗布幅が狭い第２領域２２における塗布膜の厚さよりも薄くなると考えられる。
【００８１】
このような場合、塗布膜の厚さを一定にするために、第１状態（第１層６５と第１領域２１とが対向している状態）における相対的な移動速度を、第２状態（第１層６５と第２領域２２とが対向している状態）における相対的な移動速度よりも大きくすることが好ましい。すなわち、塗布ヘッド２０の移動に応じて塗布液６０の幅が増加する場合には、塗布ヘッド２０の移動速度が徐々に大きくなるように制御されることが好ましい。
【００８２】
なお、本実施形態においては、塗布ヘッド２０が塗布対象物５０の中心から外側に向けて移動する。このため、塗布対象物５０の外縁部分の外側に吸液シート５５が設けられている。吸液シート５５は、塗布ヘッド２０の移動によってはみ出した塗布液６０を吸収する。これにより、余分な塗布液６０を回収することができる。
【００８３】
図７（ｄ）に示すように、塗布液６０は、第１層６５の上に略扇形状に塗布される。そして、塗布対象物５０を回転方向Ｄ３に沿って回転させ、次の第１層６５に対して同じ塗布動作を繰り返す。すなわち、この塗布動作は複数回（例えば８回）実施される。塗布液６０は、塗布対象物５０の上に設けられた複数箇所（例えば８箇所）の第１層６５のそれぞれの上に、略扇形状に塗布される。
【００８４】
本実施形態によれば、第１の実施形態における図２（ｄ）の例と比べ、塗布対象物５０の最外縁まで塗布可能となる。このため、塗布液６０の塗布面積をより大きくすることができる。
【００８５】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を例示する工程順模式的平面図である。  
本例においては、図６（ａ）〜図６（ｃ）の例と異なり、塗布対象物５０の中心から外側に向けて塗布を行い、図５の太陽電池モジュールを製造する。
【００８６】
図８（ａ）に示すように、基板７１の上に、陰極７４の膜を形成し、パターニングする。基板７１は、例えば、円形状である。この例においては、複数個（例えば８個）の略扇形状のセルが直列に接続された太陽電池モジュールが製造される。陰極７４の膜は、例えば、スパッタ法を用いて基板７１の全面に形成された後に、エッチング法を用いて略扇形状にパターニングされる。
【００８７】
図８（ｂ）に示すように、塗布装置１１０を用いて、陰極７４の上に、第２電荷輸送層７０ｂを略扇形状に形成する。そしてさらに、塗布装置１１０を用いて、第２電荷輸送層７０ｂの上に、光活性層７３を略扇形状に形成する。
【００８８】
図８（ｃ）に示すように、塗布装置１１０を用いて、光活性層７３の上に、第１電荷輸送層７０ａを略扇形状に形成する。そして最後に、第１電荷輸送層７０ａの上に、蒸着法などを用いて、陽極７２を形成する。これにより、図５に示した太陽電池モジュールが得られる。
【００８９】
このように、上述の２つの実施形態においては、塗布ヘッド２０が塗布対象物５０に対して移動するときに、塗布ヘッド２０の移動速度と、塗布ヘッド２０と塗布対象物５０との間隔と、を制御することで、均一な厚さの塗布膜を得ることができる。
【００９０】
（第３の実施形態）  
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第３の実施形態に係る塗布装置の動作を例示する模式的斜視図である。  
【００９１】
この例の塗布対象物５０は、太陽電池モジュールに用いられる円形状の基板である。制御部３０は、塗布ヘッド２０及びステージ１０の少なくともいずれかに、第１面での第１方向Ｘ１に沿って相対的な移動をさせる第１動作と、塗布ヘッド２０及びステージ１０の少なくともいずれかに、第１面での第２方向Ｙ２に沿って相対的な移動をさせる第２動作と、を実施する。第２方向Ｙ２は、第１方向Ｘ１と交差する方向である。この例においては、塗布ヘッド２０を、塗布対象物５０の中心から外側に向けて相対的に移動させる。第１方向Ｘ１は、例えば、Ｘ軸方向に沿う。第２方向Ｙ２は、例えば、Ｙ軸方向に沿う。
【００９２】
塗布は、略扇形状に限定されない。塗布は、任意の形状に対応できる。この場合、塗布ヘッド２０を、第１方向Ｘ１に沿って移動させ、さらに、第２方向Ｙ２に沿って移動させながら塗布していくとよい。
【００９３】
例えば、塗布ヘッド２０の位置を固定する。そして、塗布ヘッド２０を回転方向Ｄ１に沿って回転させながら、ステージ１０を、第１方向Ｘ１及び第２方向Ｙ２に沿って移動させる。ステージ１０は、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に自在に移動可能な移動ステージである。
【００９４】
図９（ａ）に示すように、塗布対象物５０の一部の上には、任意形状の第１層６５が設けられている。第１層６５は、例えば、ＩＴＯなどの透明電極である。第１層６５は、例えば、スパッタ法などを用いて塗布対象物５０の上に形成される。
【００９５】
図９（ｂ）に示すように、塗布ヘッド２０を第１層６５に近接させた状態において、塗布液供給部４０は、第１層６５と塗布ヘッド２０との間に塗布液６０を供給する。塗布液６０は、例えば、電荷輸送層（電子輸送層または正孔輸送層）の材料、または、光活性層の材料である。制御部３０は、塗布ヘッド２０を回転方向Ｄ１に沿って回転させながら、第１方向Ｘ１に沿って第１層６５の上を移動させる第１動作と、第２方向Ｙ２に沿って第１層６５の上を移動させる第２動作と、を実施する。
【００９６】
本実施形態によれば、塗布ヘッド１０及び塗布対象物５０の少なくともいずれかを相対的に移動させるときに、第１方向Ｘ１に沿う第１動作に加え、さらに、第２方向Ｙ２に沿う第２動作を実施する。このため、より多くの塗布形状に対して対応することができる。
【００９７】
図１０は、第３の実施形態に係る太陽電池モジュールを例示する模式的平面図である。
図１０に示すように、実施形態に係る太陽電池モジュールは、基板上に設けられた複数の太陽電池セル９０を含む。複数の太陽電池セル９０は、例えば、第１太陽電池セル９１及び第２太陽電池セル９２を含む。太陽電池モジュールは、例えば、腕時計に用いられる太陽電池モジュールである。
【００９８】
複数の太陽電池セル９０のそれぞれの平面形状（Ｘ−Ｙ平面に投影した形状）は、互いに異なっている。例えば第１太陽電池セル９１の平面形状は、第２太陽電池セル９２の平面形状と異なる。第１太陽電池セル９１の面積は、第２太陽電池セル９２の面積と異なっていてもよい。
【００９９】
例えば、第１太陽電池セル９１は、Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、接続領域Ｒ１が延在する方向（Ｙ軸方向）とは異なる方向に延在する端部９１ｅを有する。第２太陽電池セル９２は、Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、接続領域Ｒ１が延在する方向および端部９１ｅが延在する方向とは異なる方向に延在する端部９２ｅを有する。端部９１ｅおよび端部９２ｅは、曲線状であってもよい。
【０１００】
腕時計用の太陽電池モジュールは、設置される場所の面積が限定される。このため、太陽電池モジュールを構成するセルが同一形状ではない場合がある。腕時計用の太陽電池モジュールは、デザイン上、円形状ではない場合も多い。また、日付や曜日を表示するディスプレイの場所を回避するなど、太陽電池モジュールの設置場所が限定される。このため、太陽電池モジュールを構成するセルの形状は一つ一つ異なる場合がある。
【０１０１】
これに対して、本実施形態によれば、塗布ヘッド２０を任意の塗布形状に合わせて移動させることができる。これにより、図１０のような太陽電池モジュールにも対応することができる。
【０１０２】
以上、実施形態として塗布装置、塗布装置による塗布方法を例示して説明したが、実施形態は、この塗布方法をコンピュータに実施させるための塗布プログラムの形態、あるいは、この塗布プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の形態としてもよい。
【０１０３】
上記の記録媒体としては、具体的には、ＣＤ-ＲＯＭ（-Ｒ／-ＲＷ）、光磁気ディスク、ＨＤ（ハードディスク）、ＤＶＤ-ＲＯＭ（-Ｒ／-ＲＷ／-ＲＡＭ）、ＦＤ（フレキシブルディスク）、フラッシュメモリ、メモリカードや、メモリスティック及びその他各種ＲＯＭやＲＡＭ等が想定でき、これら記録媒体に上述した本実施形態の塗布方法をコンピュータに実行させるための塗布プログラムを記録して流通させることにより、当該方法の実現を容易にする。そしてコンピュータ等の情報処理装置に上記のごとくの記録媒体を装着して情報処理装置により塗布プログラムを読み出すか、若しくは情報処理装置が備えている記憶媒体に当該塗布プログラムを記憶させておき、必要に応じて読み出すことにより、本実施形態の塗布方法を実行することができる。
【０１０４】
実施形態によれば、様々な平面形状の塗布対象物に対して塗布可能な塗布装置、塗布方法及び塗布プログラムが提供できる。
【０１０５】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、ステージ、塗布ヘッド及び制御部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【０１０６】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１０７】
その他、本発明の実施の形態として上述した塗布装置、その塗布方法及び塗布プログラムを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての塗布装置、その塗布方法及び塗布プログラムも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１０８】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１０９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…ステージ、  ２０…塗布ヘッド、  ２０ｒ…第１軸、  ２１…第１領域、  ２２…第２領域、  ３０…制御部、  ４０…塗布液供給部、  ５０…塗布対象物、  ５５…吸液シート、  ６０…塗布液、  ６５…第１層、  ７０ａ…第１電荷輸送層、  ７０ｂ…第２電荷輸送層、  ７１…基板、  ７２…陽極、  ７３…光活性層、  ７３ｎ…第１半導体層、  ７３ｐ…第２半導体層、  ７４…陰極、  ９０…太陽電池セル、  ９１…第１太陽電池セル、  ９１ｅ、９２ｅ…端部、  ９２…第２太陽電池セル、  １１０…塗布装置、  Ｄ１、Ｄ３…回転方向、  Ｄ２…周方向、  Ｘ１…第１方向、  Ｙ２…第２方向、  Ｒ１…接続領域、  ｗｔ…幅、  ｗｔ１、ｗｔ２…第１、第２幅
【要約】      （修正有）【課題】様々な平面形状の塗布対象物に対して均一に塗布可能な塗布装置、塗布方法及び塗布プログラムを提供する。【解決手段】ステージ１０と、塗布ヘッド２０と、制御部３０と、を含む塗布装置１１０が提供される。前記ステージ１０は、上面１０ｕを含む。前記塗布ヘッド２０は、前記上面１０ｕに略平行な第１軸２０ｒを中心として回転する。前記塗布ヘッド２０の前記第１軸２０ｒ方向の幅は、前記第１軸２０ｒを中心とする周方向Ｄ２に沿って変化する。前記制御部３０は、前記塗布ヘッド２０及び前記ステージ１０の少なくともいずれかに、前記上面１０ｕに対して略平行な第１面内で相対的な移動をさせる動作を実施する。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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