(57)【要約】【課題】不透光性基板上の透光性膜の光透過率のモニターを可能とし、そのモニター結果をフィードバックすることにより、連続的に供給される不透光性基板上にスパッタリング法で成膜される透光性膜のバラツキを防ぎ、安定した品質の透光性膜を効率よく製造することのできる方法を提供する。【解決手段】連続的に供給し、走行状態で搬送される不透光性基板１上に、スパッタ部３のスパッタ源４より飛び出した透光性膜形成材料が透光性膜を形成する製造方法であって、透光性基板２を上記不透光性基板１と隣り合うようにして同時に流通させることによって、上記不透光性基板１と透光性基板２の両方に上記透光性膜を同時に形成し、上記透光性基板２上に形成された透光性膜の物性のうち、少なくとも光透過率をモニター部５にてモニターしながら、そのモニター結果をフィードバックさせるようにした。【選択図】図１
2015113477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に供給し、走行状態で搬送される不透光性基板上に、スパッタリング法を用いて透光性膜を形成する製造方法であって、
上記不透光性基板と隣り合うよう透光性基板を配置し同時に搬送させることによって、上記不透光性基板と透光性基板の両方に上記透光性膜を同時に形成し、
上記透光性基板上に形成された透光性膜の物性のうち、少なくとも光透過率をモニターしながら、そのモニター結果をフィードバックさせることを特徴とする透光性膜の製造方法。
【請求項２】
上記フィードバックが、上記モニター結果に基づき上記透光性膜製造装置の成膜パラメータを制御することである請求項１記載の透光性膜の製造方法。
【請求項３】
上記成膜パラメータが、水蒸気量、酸素流量、およびスパッタ源カソードに供給する電力からなる群から選ばれた少なくとも一つである請求項２に記載の透光性膜の製造方法。
【請求項４】
上記不透光性基板は、ステンレススチール支持体である請求項１〜３のいずれか一項に記載の透光性膜の製造方法。
【請求項５】
上記不透光性基板が、少なくともＣＩＧＳ半導体層がステンレススチール支持体に形成された製造中間体基板である請求項１〜４のいずれか一項に記載の透光性膜の製造方法。
【請求項６】
上記不透光性基板および透光性基板の両基板が、螺旋状に搬送されるとともに、上記透光性基板が、上記不透光性基板の間隙を流通する請求項１〜５のいずれか一項に記載の透光性膜の製造方法。
【請求項７】
上記不透光性基板を螺旋状に搬送させるときに、上記不透光性基板の間隙に流通する透光性基板が上記不透光性基板の両端に被さるように搬送させることで、上記透光性基板が上記不透光性基板のマスクとなる請求項１〜６のいずれか一項に記載の透光性膜の製造方法。
【請求項８】
連続的に供給し、走行状態で螺旋状に搬送される、少なくともＣＩＧＳ半導体層が形成された不透光性基板上に、スパッタリング法を用いて透光性膜を形成する透光性膜製造装置において、上記不透光性基板と隣り合うよう透光性基板を配置し同時に搬送させることによって、上記不透光性基板と透光性基板の両方に上記透光性膜を同時に形成し、少なくとも上記透光性基板上に形成された透光性膜の少なくとも光透過率をモニターしながら、そのモニター結果に基づき成膜パラメータを制御する透光性膜の製造方法によって形成された透光性膜。
【請求項９】
請求項８記載の透光性膜を用いて製造されたことを特徴とするＣＩＧＳ太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性膜の製造方法およびそれによって得られた透光性膜並びにそれを用いたＣＩＧＳ太陽電池に関するものであって、詳しくは、品質にバラツキのない透光性膜を、効率よく製造する方法およびそれによって得られた透光性膜並びにそれを用いたＣＩＧＳ太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の中でも、ＣＩＳまたはＣＩＧＳ（以下「ＣＩＧＳ」と総称する）化合物半導体を光吸収層に用いたＣＩＧＳ太陽電池は、高い変換効率を有し、薄く形成できるとともに、光照射等による変換効率の劣化が少ないという利点を有していることが知られている。
【０００３】
このようなＣＩＧＳ太陽電池を製造する場合、上記化合物半導体層等の層を均一な厚みに揃えることが、安定した品質を確保する上で重要である。そこで、上記化合物半導体層形成時の蒸着レート（蒸着による製膜速度）を適正にコントロールする方法として、例えば、その蒸着レートを光学的にモニタリングして制御する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
ところで、本出願人は、上記ＣＩＧＳ太陽電池を、効率よく製造する方法として、いわゆるロールtoロール方式により、長尺状で幅の狭い電極基板（基材ともいう）を長手方向に搬送しながら、その片面に、蒸着法により化合物半導体層を形成する方法を開発し、すでに出願している（特許文献２）。
【０００５】
しかしながら、このロールtoロール方式では、基材を搬送させながら長尺で透光性膜を形成する際、蒸着開始時と終了時とでは異なった特性の蒸着膜が形成されてしまうことがある。
【０００６】
そこで、絶縁性の透光性基板にスパッタリング法で透光性膜を形成する際は、インラインでの光透過率をモニターし、その情報を基に成膜パラメータを変更・制御することが提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献３では、透過性基板上に蒸着膜であるＩＴＯ膜の光透過率をインラインで測定し、成膜パラメータをフィードバック制御する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−６０８６６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７６１４８号公報
【特許文献３】特願２０１０−５１５７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献３の方法において、不透光性基板の上に透光性膜を形成する際は、光透過率のモニターは困難である。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、不透光性基板上の透光性膜の光透過率のモニターを可能とし、そのモニター結果をフィードバックすることにより、連続的に供給される不透光性基板上にスパッタリング法で成膜される透光性膜のバラツキを防ぎ、安定した品質の透光性膜を効率よく製造することのできる透光性膜の製造方法およびそれによって得られた透光性膜並びにそれを用いたＣＩＧＳ太陽電池の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明は、連続的に供給し、走行状態で搬送される不透光性基板上に、スパッタリング法を用いて透光性膜を形成する製造方法であって、上記不透光性基板と隣り合うよう透光性基板を配置し同時に搬送させることによって、上記不透光性基板と透光性基板の両方に上記透光性膜を同時に形成し、上記透光性基板上に形成された透光性膜の物性のうち、少なくとも光透過率をモニターしながら、そのモニター結果をフィードバックさせる透光性膜の製造方法を第一の要旨とする。
【００１２】
また、連続的に供給し、走行状態で螺旋状に搬送される、少なくともＣＩＧＳ半導体層が形成された不透光性基板上に、スパッタリング法を用いて透光性膜を形成する透光性膜製造装置において、上記不透光性基板と隣り合うよう透光性基板を配置し同時に搬送させることによって、上記不透光性基板と透光性基板の両方に上記透光性膜を同時に形成し、少なくとも上記透光性基板上に形成された透光性膜の少なくとも光透過率をモニターしながら、そのモニター結果に基づき成膜パラメータを制御する透光性膜の製造方法によって形成された透光性膜を第二の要旨とする。
【００１３】
さらに、上記第二の要旨に記載の透光性膜を用いて製造されたＣＩＧＳ太陽電池を第三の要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
すなわち、本発明の透光性膜の製造方法は、連続的に供給し、走行状態で搬送される不透光性基板上に、スパッタリング法を用いて透光性膜を形成する製造方法であって、上記不透光性基板と隣り合うよう透光性基板を配置し同時に搬送させることによって、上記不透光性基板と透光性基板の両方に上記透光性膜を同時に形成し、上記透光性基板上に形成された透光性膜の物性のうち、少なくとも光透過率をモニターしながら、そのモニター結果をフィードバックさせるようにしたものである。この製法によれば、透光性基板上の透光性膜の物性をモニターすることで、製品となる不透光性基板上の透光性膜の物性を間接的にモニターすることができるため、そのモニター結果をフィードバックすることにより、連続的に供給される不透光性基板上にスパッタリング法で成膜される透光性膜のバラツキを防ぎ、安定した品質の透光性膜を効率よく製造できるようになる。
【００１５】
また、上記フィードバックが、上記モニター結果に基づき成膜パラメータを制御することであると、不透光性基板上に長尺で安定した透光性膜を形成することが可能となり、製品不良を最小限に抑えることができるようになる。
【００１６】
また、上記成膜パラメータが、水蒸気量、酸素流量、およびスパッタ源カソードに供給する電力からなる群から選ばれた少なくとも一つであると、上記モニター結果に基づいて、水蒸気量、酸素流量、およびスパッタ源カソードに供給する電力からなる群から選ばれた少なくとも一つの成膜パラメータを制御するため、さらに効果的に製品不良を抑えることができるようになる。
【００１７】
さらに、本発明の製法において、不透光性基板が、少なくともＣＩＧＳ半導体層がステンレススチール支持体に形成された製造中間体基板であると、より優れた変換効率のＣＩＧＳ太陽電池が得られるようになる。
【００１８】
また、上記不透光性基板および透光性基板の両基板が、螺旋状に搬送されるとともに、上記透光性基板が、上記不透光性基板の間隙を流通するようにすると、製品用の基材が流通しない間隙にモニター用の透光性基板を流通させることになるため、製品となる不透光性基板上の透光性膜の物量を減らさずに生産することができる。また、透光性基板に製品と同じ物性の透光性膜をさらに形成しやすくなる。
【００１９】
さらに、基板を螺旋搬送する場合、モニター用のラインは１つ準備すればよく、その透光性基板の幅は物性が確認できる最低限の幅で済むので、コスト削減につながるようになる。
【００２０】
上記不透光性基板を螺旋状に搬送させるときに、上記不透光性基板の間隙に流通する透光性基板が上記不透光性基板の両端に被さるように搬送させることで、上記透光性基板が上記不透光性基板のマスクとなるようにすると、別途不透光性基板のマスクを用意する必要がなくなる。
【００２１】
また、上記透光性膜の製造方法によって形成された透光性膜を用いると、これを用いて製造されたＣＩＧＳ太陽電池は、品質にバラツキがなく、変換効率が高い、優れたセルが得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に用いられる透光性膜製造装置の模式的な説明図である。
【図２】バッファ層の形成に用いられるスパッタ装置におけるカソード（陰極）ターゲットと基材との位置関係の説明図である。
【図３】本発明の実施例にモニター部として用いられるインライン透過率分光測定装置のブロック説明図である。
【図４】上記インライン透過率分光測定装置の分光光源部と光検知部をさらに示した模式的な説明図である。
【図５】本発明の実施の形態において、スパッタ部での基板搬送を螺旋搬送とした模式的な説明図である。
【図６】上記螺旋搬送技術を用いた透光性膜製造装置の模式的な説明図である。
【図７】本発明の透光性膜の製法によって形成された透光性膜を用いたＣＩＧＳ太陽電池の断面図である。
【図８】実施例１と比較例１の透光性基板上の透光性膜について、スパッタリング時間に対する光透過率を示すグラフ図である。図８の(Ａ)が実施例１であり、(Ｂ)が比較例１である。
【図９】実施例１と比較例１のＣＩＧＳ太陽電池セルについて、スパッタリング時間に対する変換効率を示すグラフ図である。図９の(Ａ)が実施例１であり、(Ｂ)が比較例１である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
つぎに、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２４】
本発明は、いわゆるロールtoロール方式等によって連続的に供給される長尺状の基材を長手方向に搬送しながら、その少なくとも片方の面にスパッタリング法を用いて透光性膜形成材料を付着させて透光性膜を得るようにした透光性膜の製法に関するもので、上記透光性膜の形成に先だって、まず、長尺状の基板として、透光性基板と不透光性基板の両方を準備する。そして、ロールtoロール方式でこれらの基板を隣り合うようにして同時に搬送させることによって、上記不透光性基板と透光性基板の両方に上記透光性膜を同時に形成するようにしたものである。
【００２５】
そして、この製法によれば、この透光性基板上の透光性膜を確認することにより、不透光性基板上の透光性膜の膜厚や光透過率等を推測して確認することができる。これが、本発明の最大の特徴である。
【００２６】
以下に、本発明の透光性膜の製法を、順を追って詳細に説明する。
【００２７】
＜不透光性基板の準備＞
まず、連続的に供給し、走行状態で搬送される不透光性基板を準備する。
上記不透光性基板は、次に示す基材のみからなるものであってもよく、次に示す基材の少なくとも片方の面に、電極層や、半導体層、バッファ層等を形成するものであってもよい。また、透光性を有する基材に、不透光性の層を形成したものであってもよい。
【００２８】
不透光性基板に用いられる基材としては、ガラス基板、ステンレススチール等の金属基板、樹脂基板等のなかから適宜のものが選択されるが、ロールtoロール方式等により巻き出しおよび巻き取りを行うため、可撓性を備えていることが望ましい。なかでも、ステンレススチール支持体がより好ましい。そして、不透光性基板の形状は、長尺の帯状であることが好ましく、その寸法は、例えば、厚み１０〜２００μｍ、幅１０〜８０ｍｍ、長さ１０〜３０００ｍ程度に設定することが好適である。
【００２９】
そして、ＣＩＧＳ太陽電池を得るためには、上記基材の少なくとも一方の面に、電極層、半導体層およびバッファ層からなる群から選ばれた少なくとも一つを形成するものであることが好ましい。特に好ましくは、基材上に、裏面電極層と、ＣＩＧＳ光吸収層と、バッファ層とをこの順に備えている不透光性基板である。以下、各層の形成方法について説明する。
【００３０】
〔裏面電極層の形成〕
裏面電極層は、上記基材上に形成される。この裏面電極層は、スパッタリング法等により、例えばＭｏ（モリブデン），Ｗ（タングステン），Ｃｒ（クロム），Ｔｉ（チタン）等を層状に形成することによって得られる。
【００３１】
なお、上記裏面電極層の形成には、例えばロールtoロール法が採用され、一方のロールから長尺の基材を巻き出し、裏面電極層を形成後、これを他方のロールに巻き取ることが行われる。
【００３２】
〔ＣＩＧＳ光吸収層の形成〕
つぎに、上記裏面電極層が形成された基材を、同じくロールtoロール方式で走行させながら、その裏面電極層の上に、ＣＩＧＳ光吸収層を形成する。ＣＩＧＳ光吸収層の形成方法としては、真空蒸着法、セレン化／硫化法、スパッタ法等があげられる。なお、アルカリ金属元素を含有しない基材を用いる場合には、このＣＩＧＳ光吸収層の成膜前か成膜中にアルカリ金属元素を、蒸着により供給することができる。
【００３３】
〔バッファ層の形成〕
つぎに、上記ロールトゥロール方式によって裏面電極層とＣＩＧＳ光吸収層とが形成され、ロール状に巻き取られた基材を、再度巻き出しながらロールtoロール方式で、ＣＩＧＳ光吸収層の上に、ＭｇおよびＺｎＯの混晶等の形成材料を用い、溶液成長法、真空蒸着法、スパッタリング法等により、バッファ層を形成する。
【００３４】
上記バッファ層の形成には、特に、スパッタリング法が好適であり、そのなかでも、一般的なマグネトロンスパッタ法とは異なり、２枚の陰極ターゲットを対向して配置し、ターゲット表面に垂直に配置された片方のターゲットからもう一方のターゲットに向かって磁界を印加する対向ターゲットスパッタ法を用いることが好適である。すなわち、対向ターゲットスパッタ法によれば、対向するターゲット間にプラズマを閉じ込めることができ、基板にプラズマが晒されないことから、荷電粒子（電子、イオン）や反跳アルゴンによるダメージが小さく、成膜面やその下地となる面に欠陥やボイドが生じにくいからである。そして、上記一対のターゲットに対する印加は、高周波（ＲＦ）電源によるか、高周波（ＲＦ）電源に直流（ＤＣ）電源を重畳することによることが好適である。
【００３５】
そして、上記対向ターゲットスパッタ法において、図２に示すように、基板の層形成面から垂直状に延びる仮想中心軸Ｘを想定し、この仮想中心軸Ｘを挟んだ両側にこれら２枚のターゲット２０，２０’を対向させ、その両者２０，２０’が基板の層形成面側に向かって広がる略Ｖ字状となるよう配置したものを用いると、より少ない電力で成膜することができるため、成膜面やその下時となる面が、さらにダメージを受けにくくなり、好適である。なかでも、上記ターゲット２０，２０’のうち、少なくとも一方のターゲット２０（２０’）の、仮想中心軸Ｘに対する角度θが５〜１５°の範囲に設定されていることが、特に好適である。
【００３６】
以上により、基材と、裏面電極層と、ＣＩＧＳ光吸収層と、バッファ層とをこの順で備えた不透光性基板が得られる。
【００３７】
＜透光性基板の準備＞
一方、透光性基板の基材としては、透光性を有するものであればよい。具体的には、光透過率が８０％以上、さらに８５％以上、特に９０％以上であることが好ましく、光透過率が高ければ高い程好ましいため、好ましい光透過率の上限は１００％である。なお、光透過率の測定方法は、ＪＩＳ−Ｋ−７３６１に準じる。
【００３８】
透光性基板の基材としては、上記のように、透光性を有するもので、ガラス基板、樹脂基板、金属基板等のなかから適宜のものが選択される。また、上記不透光性基板と同様に、ロールtoロール方式等により巻き出しおよび巻き取りを行うため、可撓性を備えていることが望ましい。そして、不透光性基板の形状は長尺の帯状であり、その寸法は、例えば、厚み１０〜２００μｍ、幅１０〜８０ｍｍ、長さ１０〜３０００ｍ程度に設定することが好適である。
【００３９】
＜透光性膜の形成＞
連続的に供給し、走行状態で搬送される不透光性基板上に、スパッタリング法を用いて透光性膜を形成する透光性膜製造装置の略図を図１に示す。図１に示すように、巻き出しロール８から不透光性基板１を巻き出しながら、所定の条件に設定されたスパッタ部３に搬送し、スパッタ源４より飛び出した透光性膜形成材料が、準備した不透光性基板１上に到達して、透光性膜を形成する。本発明では、上記準備した透光性基板２を、上記不透光性基板１の横に並行に並べて同時に繰り出し、同時にスパッタ部３に流通させることによって、不透光性基板１上だけでなく、透光性基板２上にもまた上記透光性膜が形成される。
【００４０】
上記透光性膜形成材料としては、ＧＺＯ、ＧＺＯ、ＩＴＯ、ＩＺＯ等があげられ、特に好ましくはＩＴＯである。そして、上記透光性膜形成材料を用いて、不透光性基板１上（バッファ層があればバッファ層上）に、スパッタリング法を用いて透光性膜を形成する。
【００４１】
スパッタリング法とは、スパッタ源カソードに設置した金属ターゲットもしくは酸化物ターゲットにＡｒなどの不活性な物質を高速で衝突させ、ターゲットを構成する原子や分子を叩き出して基板上に付着させ薄膜を形成する技術であり、成膜パラメータを変更することにより形成される膜の物性が変化する。特に、スパッタ中の酸素導入量、水蒸気量を変化させると、導電性膜の電気特性・光学特性がリニアに変化することが知られている。
【００４２】
上記成膜パラメータとしては、圧力、温度、水蒸気量、酸素流量、スパッタ源カソードに供給する電力、ターゲットと基板までの距離（Ｔ−Ｓ間距離)等が挙げられる。なかでも、スパッタリング中の制御は、水蒸気量、酸素流量、スパッタ源カソードに供給する電力を制御することが、より効果的に透光性膜の膜厚に影響を与えることから好ましい。また、成膜パラメータの安定のためプレスパッタリングを５〜１８０分間行うことも好ましい。
【００４３】
このようにして、不透光性基板１および透光性基板２上にスパッタリング法により透光性膜が形成される。
【００４４】
また、本発明の他の実施の形態として、図５に示す、基板を螺旋状に搬送する方法（以下、「螺旋搬送」ということがある）がある。詳しくは、図６に示すように、不透光性基板１と透光性基板２の巻き出しロール８，９を準備し、これらの基板をスパッタ部３内の加熱ロール１２に螺旋状に巻き付け、この加熱ロールを回転させながら、スパッタ源４より飛び出した透光性膜形成材料を、加熱ロール上の両基板に到達させることにより、両基板上に透光性膜を形成させる方法である。
なお、本明細書において、図６の螺旋搬送に対して、図１の搬送方法を便宜上「ストレート搬送」ということがある。
【００４５】
このように不透光性基板１を螺旋状に搬送する場合には、上記不透光性基板１の間隙に、透光性基板２を流通させるようにすることができる。これによって、製品用の基板が流通しない間隙を有効利用することができ、製品となる不透光性基板１上の透光性膜の物量を減らさずに生産することが可能となる。また、前記図１の実施形態であるストレート搬送に比べて、さらに透光性基板２に不透光性基板１上の透光性膜と同じ物性の透光性膜が形成されやすくなる。
【００４６】
さらに、両基板を螺旋搬送する場合、モニター用の透光性基板２ラインは１つ準備すればよく、その透光性基板２の幅は物性が確認できる最低限の幅で済むので、コスト削減につながるようになる。
【００４７】
また、上記不透光性基板１を螺旋状に搬送させるときに、不透光性基板１の間隙に流通する上記透光性基板２が不透光性基板１の両端に被さるように搬送させることで、透光性基板２が不透光性基板１のマスクとなるようにすると、別途不透光性基板１のマスクを用意する必要がない。
【００４８】
＜透光性膜のモニター＞
このように透光性基板２上に透光性膜を形成すれば、その透光性膜の光透過率等の物性を、目視もしくは分析装置にてモニターすることが可能である。また、モニターは連続的にモニターするのでも断続的にモニターするのでもよい。断続的にモニターする際には、一定間隔でモニターすることが好ましく、品質のバラツキを防ぐためには１〜６０秒間に１回の間隔でモニターすることが好ましい。分析装置としては、透過率分光測定装置が、透光性膜の膜厚や品質を確認することができることから好適である。
【００４９】
そして、このように透光性基板２上に形成された透光性膜の物性をモニターし、そのモニター結果をフィードバックさせることにより、透光性膜の品質のバラツキをなくし、均質な製品を得ることができる。フィードバックとしては、製造中に透光性膜の成膜パラメータ等にフィードバックする方法、製造後に一定品質に満たないものを排除する方法等があるが、生産効率の点から、即時に透光性膜の製造にフィードバックすることが好適である。以下、このモニター結果をフィードバックさせて透光性膜を作製する実施形態について説明する。
【００５０】
まず、図１のストレート搬送または図６の螺旋搬送におけるモニター部５を説明する。基板がスパッタ部３を経ると、不透光性基板１および透光性基板２上に、上述のように透光性膜が形成される。これをモニター部５において、透光性基板２上の透光性膜をモニターする。なお、目視でのモニターの場合には、図１または図６のモニター部５を別途設ける必要はないが、好ましくは、インライン透過率分光測定装置により光透過率をモニターすることが好ましい。以下、インライン透過率分光測定装置によりモニターする場合を説明する。
【００５１】
インライン透過率測定装置においては、モニターした結果を、スパッタ部等を制御する制御部へフィードバックさせて成膜パラメータを制御しつつ透光性膜を製造する。具体的には、図３のブロック図に示すように、分光光源部１５により分光された光源を、モニター対象の、透光性膜を形成した透光性基板２に照射する。そして、モニター対象を通過した分光を、光検知部１６により検知し、この検知が単数の場合にはそのまま、複数の場合には、光マルチプレクサ１７を経て統合された信号を、制御部６へ送る。
【００５２】
そして、上記制御部６に繋がっている表示操作部７により、上記信号を確認できるため、必要に応じ、非常停止や成膜パラメータの変更等、表示操作部７の操作により、制御部６を通じて、スパッタ部３やモニター部５等を制御することが可能となる。なお、上記制御部６が、成膜パラメータの制御等を自動制御できる場合には、表示操作部７はなくてもよい。
【００５３】
上記制御部６としては、上記成膜パラメータの制御だけでなく、例えば、ロータリーエンコーダにて基板の搬送量をカウントするカウンター、モニター対象を的確に照射するためのエリアセンサーロジック回路、測定用ＰＣ、光源用電源等を備えていてもよい。
【００５４】
そして、上記表示操作部７としては、例えば、非常停止ボタン、制御用ＰＣ、プリンタ、無停電電源装置（ＵＰＳ）等があげられる。
【００５５】
そして、上記分光光源部１５および光検知部１６をさらに詳細に示した模式図として、図４を示す。上記分光光源部１５としては、図４に示すように、ハロゲンランプ等の光源モジュール、ビームスプリッタ、光源モニター用分光装置等があり、光源をビームスプリッタにより分光し、得られたビームスプリッタ光学素を、モニター対象に向けて照射する。これらの光源モジュールおよびビームスプリッタを、光源モニター用分析装置によりコントロールする。
【００５６】
また、図４に示すように、上記光検知部１６としては、ビームスプリッタより照射された分光を、光検出器で検知し、その信号をサンプル測定用分光装置が受信する機構を備える。
【００５７】
以上のように、本発明は、不透光性基板１と同時に透光性基板２をスパッタ部に流通させて透光性膜を形成し、透光性基板２上の透光性膜の物性をモニターすることで、不透光性基板１上の透光性膜（製品）の物性を間接的にモニターすることができる。そして、そのモニター結果を基に成膜パラメータを制御することで、不透光性基板１上の透光性膜をインラインのまま、安定して供給することができ、厚みにバラツキが殆どない安定した品質を備え、製品不良を最小限に抑えることができる。
【００５８】
上記透光性膜が形成された不透光性基板１は、高い変換効率を有し、光照射等による変換効率の劣化が少ないＣＩＧＳ太陽電池として用いることができ、例えば、図７に示すような、基材１上に、裏面電極層３０と、ＣＩＧＳ光吸収層３１と、バッファ層３２と、透光性膜（透明電極層）３３とが、この順で形成されたＣＩＧＳ太陽電池を得ることができる。また、本発明の透光性膜の製法を用いると、このＣＩＧＳ太陽電池の生産効率を大幅に向上させることができる。
【実施例】
【００５９】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００６０】
まず、実施例および比較例に先立ち、ＣＩＧＳ太陽電池の製造中間体基板を下記に示す方法にしたがって作製し、これを不透光性基板とした。
【００６１】
（裏面電極層の形成）
まず、厚み５０μｍ、サイズ１０ｍｍ×３０ｍｍからなるＳＵＳ４３０基板の表面に、マグネトロンスパッタ装置（アルバック社製、型番ＳＨ−４５０）を用いて、放電ガスにはＡｒを使用し、スパッタ圧力が０．１Ｐａとなるよう、直流（ＤＣ）電源を用い、厚み０．２ｍｍのＣｒを成膜した。続けて、スパッタ圧力が１ＰａとなるよにＡｒガスを導入し、直流（ＤＣ）電源を用い、厚み０．８ｍｍのＭｏからなる裏面電極層を形成した。
【００６２】
（ＣＩＧＳ光吸収層の形成）
つぎに、上記で形成された裏面電極層の上に、ＣＩＧＳ光吸収層を形成した。すなわち、真空蒸着装置のチャンバー内に、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｅのそれぞれを蒸着源として配置し、このチャンバー内を真空度１×１０-4Ｐａとし、基板を、昇温速度５５０℃／ｈにて５５０℃まで加熱した。このとき、上記蒸着源をそれぞれＧａ（９５０℃）、Ｉｎ（７８０℃）、Ｃｕ（１１００℃）、Ｓｅ（１４０℃）となるように加熱し、これらの元素を同時に蒸発させることにより、上記裏面電極層の上にＣＩＧＳ光吸収層を形成した。得られたＣＩＧＳ光吸収層の組成（原子数％）は、Ｃｕ／III 族＝０．８９、Ｃａ／III 族＝０．３１であり、膜厚は２．１μｍであった。
【００６３】
（バッファ層の形成）
つづいて、上記で形成されたＣＩＧＳ光吸収層の上に、バッファ層を形成した。バッファ層は、図２に示す一対のターゲットが略Ｖ字に配置された対向ターゲットスパッタ装置（中心線に対するターゲットの角度θがそれぞれ１０°）を用いて形成した。このとき、スパッタリングターゲットには、Ｚｎ0.86Ｍｇ0.15Ｏなる組成のターゲットを用いた。なお、本ターゲットを組成分析したところ、Ｍｇに対して約３原子数％のＣａが混在していた。スパッタ時の放電ガスにはＡｒを用い、高周波（ＲＦ）電源にて、電力密度０．７ｋＷ／ｃｍ2、スパッタ圧力０．３Ｐａで、膜厚７０ｎｍとなるよう電力および形成時間を制御した。
【００６４】
これにより得られた積層体を、何も形成されていないＳＵＳ４３０基板（厚み５０μｍ、１０ｍｍ幅）につなぎ合わせたものを、不透光性基板として準備した。また、透光性基板として、ゼオノアフィルム(１０ｍｍ幅、厚み１８８μｍ)を準備した。そして、透光性膜形成材料として、ＩＴＯ（ＳｎＯ2：５ｗｔ％)を準備した。
【００６５】
〔実施例１：ストレート搬送〕
図１に示すような概略装置を用い、上記得られた不透光性基板および、それと同時に並行して流通させた透光性基板の上に、下記のスパッタリング条件にてＩＴＯを成膜させ、透光性膜を形成した。
【００６６】
（スパッタリング条件）
・  基板の搬送およびスパッタリングは、１５時間連続的に行った。
・  初期の電圧は、ＤＣ電源で電力密度２．０Ｗ/ｃｍ2を投入、加えてＲＦ電源で電力密度２．０Ｗ/ｃｍ2をＤＣに重畳させた。以後５時間経過ごとに投入する電力として、ＤＣ電源で電力密度０．０５Ｗ/ｃｍ2を追加で投入、加えてＲＦ電源も電力密度０．０５Ｗ/ｃｍ2を追加で投入した。
・  初期の酸素流量はＡｒガスに対して０．５％の流量を導入した。成膜圧力は０．３Ｐａとし、成膜温度は室温で行った。
・  製造用の基板への成膜の前にプレスパッタリングを１５０分間行い、その後製造用の基板を搬送させ、製造開始とした。
【００６７】
これにより得られた透光性基板上の透光性膜の物性を、室温（２５℃）下で、インライン透過率分光測定装置（Carl Zeiss社製、Emprunner BTR-11）を用い、分光を照射することにより、その光透過率をモニターした。
【００６８】
そして、上記インライン透過率分光測定装置により得られた光透過率モニター結果に基づき、フィードバック制御すべくスパッタ部の酸素流量と水蒸気量を変更させた。酸素流量と水蒸気量はバルブ開度で制御した。
【００６９】
これにより、不透光性基板および透光性基板上に透光性膜（ＩＴＯ膜）が形成され、ＩＴＯ膜が形成されたＣＩＧＳ太陽電池製造中間体である不透光性基板が、太陽電池セルとなる。
【００７０】
〔実施例２：螺旋搬送〕
つぎに、図６に示すような螺旋搬送の概略装置を用い、上記得られた不透光性基板および透光性基板を、それぞれ別個にリール状に巻き取った基板ロールを、別位置からそれぞれ巻き出し、所定の位置で図５に示すように、不透光性基板と透光性基板とが隣り合うように螺旋状に搬送させ（スパッタ部流通の際に透光性膜が形成）、それぞれの基板が別位置でリール状に巻き取られる以外は、上記実施例１と同様に、フィードバック制御しながら、透光性膜およびＣＩＧＳ太陽電池セルを製造した。
【００７１】
〔比較例１：ストレート搬送〕
透光性膜の光透過率モニター結果によるフィードバック制御をしない以外は、実施例１と同様にした。
【００７２】
〔比較例２：螺旋搬送〕
透光性膜の光透過率モニター結果によるフィードバック制御をしない以外は、実施例２と同様にした。
【００７３】
このようにして得られた実施例および比較例の透光性膜およびＣＩＧＳ太陽電池セルを用いて、光透過率のバラツキ、変換効率のバラツキ、製品判断に関し、下記の方法にしたがって測定・評価した。これらの結果を後記の表１に併せて示す。
【００７４】
〔光透過率バラツキ〕
各実施例品および比較例品の透光性基板上の透光性膜に、インライン透過率分光測定装置（Carl Zeiss社製、Emprunner BTR-11）を用い、分光を照射することにより、その光透過率（波長５５０ｎｍ、波長１２００ｎｍ）を測定した。スパッタリング開始初期の光透過率を基準に、１５時間（９００分間）の間の光透過率のバラツキを算出する。
【００７５】
〔変換効率バラツキ〕
変換効率は、擬似太陽光を各実施例品および比較例品のＣＩＧＳ太陽電池セルに照射し、その変換効率をソーラーシミュレーター（セルテスターＹＳＳ１５０、山下電装社製）によって測定した。スパッタ開始初期の変換効率を基準に、１５時間（９００分間）の間の変換効率のバラツキを算出する。
【００７６】
〔製品判断〕
製品判断は、変換効率のバラツキが±５％以内であれば○、それ以上であれば×と判断した。
【００７７】
【表１】
2015113477.tif 000003
【００７８】
また、上記実施例１および比較例１の透光性基板上の透光性膜について、スパッタリング時間に対する光透過率を図８に示した。図８の上段（Ａ）が実施例１であり、下段（Ｂ）が比較例１である。これより、時間の経過とともに、比較例１の透光性膜の光透過率は徐々に下がりバラツキが大きくなっているのに対し、実施例１では、ほぼ一定の光透過率を示した。
【００７９】
つぎに、上記実施例１および比較例１のＣＩＧＳ太陽電池セルについて、スパッタリング時間に対する変換効率を図９に示した。図９の上段（Ａ）が実施例１であり、下段（Ｂ）が比較例１である。この図からも上記同様に、比較例１の太陽電池セルの変換効率は徐々に下がっているのに対し、実施例１では、ほぼ一定の変換効率を示した。
【００８０】
したがって、これらの図８，９からも、モニター結果を成膜パラメータにフィードバックさせつつ透光性膜を製造した場合には、品質のバラツキが少なく、安定した透光性膜およびＣＩＧＳ太陽電池セルを得られることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の透光性膜の製造方法は、変換効率が高く、品質の安定したＣＩＧＳ太陽電池の製造に良好に利用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１  不透光性基板
２  透光性基板
３  スパッタ部
４  スパッタ源
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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