(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、非晶質膜上に結晶質膜が積層された第１薄膜又は前記結晶質膜としての第１薄膜が形成されているとき、
照射部は、主として非晶質膜成分に吸収される第１波長の第１光を第１照射光とし、主として前記結晶質膜に吸収される第２波長の第２光を第２照射光として、それぞれ前記第１薄膜へ照射し、
検出部は、前記第１照射光が前記第１薄膜を透過した第１透過光、及び、前記第２照射光が前記第１薄膜を透過した第２透過光の各々を受光し、
制御部は、前記第１透過光に基づいて前記第１薄膜中の非晶質膜成分の第１膜厚を算出し、前記第２透過光に基づいて前記結晶質膜の第２膜厚を算出し、
前記第１薄膜が、非晶質膜上に結晶質膜が積層された構成である場合に、
前記第１膜厚と前記第２膜厚との膜厚比の変動に基づいて、もしくは、前記第１膜厚と前記結晶質膜が形成される前の前記非晶質膜の当初膜厚との差と、前記第２膜厚との比に基づいて、前記結晶質膜の膜質を評価し、
前記第１薄膜が、前記結晶質膜である場合に、
前記第１膜厚と前記第２膜厚との膜厚比の変動に基づいて、前記結晶質膜の膜質を評価する光電変換層評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光電変換層評価装置において、
前記照射部は、
白色光を発する白色光照射部と、
前記白色光から前記第１波長の前記第１光を透過する第１フィルタ部と、
前記白色光から前記第２波長の前記第２光を透過する第２フィルタ部と
を備える光電変換層評価装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光電変換層評価装置において、
前記照射部は、更に、主として透明導電膜に吸収される第３波長の第３光を、前記基板上に形成された薄膜へ照射し、
前記検出部は、更に、前記薄膜を透過した前記第３光の透過光を受光し、
前記制御部は、更に、前記第３光の前記透過光に基づいて前記薄膜中の前記透明導電膜の変動量を算出し、
前記基板上に、前記透明導電膜と、前記非晶質膜及び前記結晶質膜の少なくとも一つとが積層された第２薄膜が形成されているのとき、
前記照射部は、更に、前記第３光を第３照射光として、前記第２薄膜へ照射し、
前記検出部は、更に、前記第３照射光が前記第２薄膜を透過した第３透過光を受光し、
前記制御部は、更に、前記第１膜厚、前記第３透過光の変動量で補正した前記第２膜厚に基づいて、または、前記第１膜厚、前記第３透過光の変動量で補正した前記第２膜厚、及び前記当初膜厚に基づいて、前記結晶質膜の膜質を評価する光電変換層評価装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光電変換層評価装置において、
前記基板を第１方向へ搬送する搬送部と、
前記照射部を含む複数の照射部と、
前記複数の照射部に対応して設けられ、前記検出部を含む複数の検出部と
を更に具備し、
前記複数の照射部は、前記第１方向と略直角な第２方向に並び、
前記複数の検出部は、前記第２方向に並び、
前記搬送部が前記基板を前記第１方向へ搬送する際、前記基板上に、前記非晶質膜上に前記結晶質膜が積層された第３薄膜又は前記結晶質膜としての第３薄膜が形成されているとき、
前記基板の位置を位置センサで検出し、前記基板の位置から複数の計測位置を決定し、
前記複数の照射部の各々は、前記第３薄膜における前記複数の計測位置のうちの対応する位置へ、前記第１光を第１照射光とし、前記第２光を前記第２照射光として、それぞれ照射し、
前記複数の検出部の各々は、前記第１照射光が前記複数の計測位置のうちの対応する位置を透過した第１透過光、及び、前記第２照射光が前記複数の位置のうちの対応する位置を透過した前記第２透過光を受光し、
前記制御部は、前記複数の計測位置の前記第１透過光に基づいて前記複数の計測位置での複数の前記第３薄膜の非晶質膜成分の前記第１膜厚を算出し、前記複数の計測位置の前記第２透過光に基づいて前記結晶質膜における前記複数の計測位置での複数の前記第２膜厚を算出し、前記複数の前記第１膜厚、前記複数の前記第２膜厚に基づいて、または、前記複数の前記第１膜厚、前記複数の前記第２膜厚及び前記複数の計測位置の前記結晶質膜が形成される前の前記非晶質膜の複数の当初膜厚に基づいて、前記複数の計測位置での前記結晶質膜の膜質を評価する光電変換層評価装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光電変換層評価装置において、
前記複数の照射部の各々は、更に、透明導電膜に吸収される第３波長の第３光を前記基板上に形成された薄膜へ照射し、
前記複数の検出部の各々は、前記薄膜を透過した前記第３光の透過光を受光し、
前記基板上に前記透明導電膜と、前記非晶質膜及び前記結晶質膜の少なくとも一つとが積層された第４薄膜が形成されているとき、
前記複数の照射部の各々は、更に、前記透明導電膜、前記第４薄膜における前記複数の計測位置のうちの対応する位置へ、前記第３光を第３照射光として照射し、
前記複数の検出部の各々は、更に、前記第３照射光が前記複数の計測位置のうちの対応する位置を透過した前記第３透過光を受光し、
前記制御部は、更に、前記複数の前記第１膜厚、前記複数の計測位置の前記第３透過光の変動量で補正した前記複数の前記第２膜厚に基づいて、もしくは、前記複数の前記第１膜厚、前記複数の計測位置の前記第３透過光の変動量で補正した前記複数の前記第２膜厚、及び前記複数の前記当初膜厚に基づいて、前記複数の計測位置での前記結晶質膜の膜質を評価する光電変換層評価装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の光電変換層評価装置において、
前記複数の照射部は、前記第２方向に対して所定の角度だけ傾いて配置され、
前記複数の検出部は、前記複数の照射部に対応して、前記第２方向に対して前記所定の角度だけ傾いて配置され、
前記基板の位置を前記位置センサとして、前記複数の検出部のうち最初に前記基板が通過する検出部の受光感度の低下で感知し、前記複数の検出部の各々は、前記複数の検出部のうち少なくとも二つの検出器の各々の上を前記基板が通過するときの時間差に基づいて、前記複数の検出部の各々が順番に所定の時間間隔で検出を実行する光電変換層評価装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光電変換層評価装置において、
前記非晶質膜は、アモルファスシリコン系膜であり、
前記結晶質膜は、微結晶シリコン系膜であり、
前記第１波長は、３００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下であり、
前記第２波長は、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下である光電変換層評価装置。
【請求項８】
（ａ）基板上に、非晶質膜上に結晶質膜が積層された第１薄膜又は前記結晶質膜としての第１薄膜が形成されているとき、主として非晶質膜成分に吸収される第１波長の第１光を第１照射光として、及び、主として前記結晶質膜に吸収される第２波長の第２光を第２照射光として、それぞれ前記第１薄膜へ照射するステップと、
（ｂ）前記第１照射光が前記第１薄膜を透過した第１透過光、及び、前記第２照射光が前記第１薄膜を透過した第２透過光の各々を受光するステップと、
（ｃ）前記第１透過光に基づいて前記第１薄膜の非晶質膜成分の第１膜厚を算出し、前記第２透過光に基づいて前記結晶質膜の第２膜厚を算出するステップと、
（ｄ）前記第１薄膜が非晶質膜上に結晶質膜が積層された構成である場合に、前記第１膜厚と前記第２膜厚との膜厚比の変動に基づいて、もしくは、前記第１膜厚と前記結晶質膜が形成される前の前記非晶質膜の当初膜厚との差と、前記第２膜厚との比に基づいて、前記結晶質膜の膜質を評価し、または、前記第１薄膜が前記結晶質膜である場合に、前記第１膜厚と前記第２膜厚との膜厚比の変動に基づいて、前記結晶質膜の膜質を評価するステップと、
を具備する光電変換層の評価方法。
【請求項９】
請求項８に記載の光電変換層の評価方法において、
前記（ａ）ステップは、
（ａ１）主として透明導電膜に吸収される第３波長の第３光を第３照射光として、前記透明導電膜と、前記第１薄膜とが積層された第２薄膜へ照射するステップを備え、
前記（ｂ）ステップは、
（ｂ１）前記第３照射光が前記第２薄膜を透過した第３透過光を受光するステップを備え、
前記（ｄ）ステップは、
（ｄ１）前記第１膜厚、前記第３透過光の変動量で補正した前記第２膜厚に基づいて、または、前記第１膜厚、前記第３透過光の変動量で補正した前記第２膜厚、及び前記当初膜厚に基づいて、前記結晶質膜の膜質を評価するステップを備える光電変換層の評価方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の光電変換層の評価方法において、
前記（ａ）ステップは、
（ａ１）前記基板の位置を位置センサで検出し、前記基板の位置から複数の計測位置を決定し、前記第１薄膜における前記複数の計測位置の各々へ、前記第１光を第１照射光とし、及び、前記第２光を前記第２照射光として、それぞれ照射するステップを備え、
前記（ｂ）ステップは、
（ｂ１）前記第１照射光が前記複数の計測位置の各々を透過した第１透過光、及び前記第２照射光が前記複数の計測位置の各々を透過した前記第２透過光の各々を受光するステップを備え、
前記（ｃ）ステップは、
（ｃ１）前記複数の計測位置の前記第１透過光に基づいて前記複数の計測位置での複数の前記第１薄膜の非晶質膜成分の前記第１膜厚を算出し、前記複数の計測位置の前記第２透過光に基づいて前記結晶質膜における前記複数の計測位置での複数の前記第２膜厚を算出するステップを備え、
前記（ｄ）ステップは、
（ｄ１）前記複数の前記第１膜厚、前記複数の前記第２膜厚に基づいて、または、前記複数の前記第１膜厚、前記複数の前記第２膜厚及び前記複数の計測位置の前記結晶質膜が形成される前の前記非晶質膜の複数の当初膜厚に基づいて、前記複数の計測位置での前記結晶質膜の膜質を評価するステップを備える光電変換層の評価方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光電変換層の評価方法において、
前記（ａ１）ステップは、
（ａ１１）透明導電膜と、前記第１薄膜とが積層された第２薄膜における前記複数の計測位置のうちの対応する位置へ、主として前記透明導電膜に吸収される第３波長の第３光を第３照射光として照射するステップを備え、
前記（ｂ１）ステップは、
（ｂ１１）前記第３照射光が前記複数の計測位置のうちの対応する位置を透過した前記第３透過光を受光するステップを備え、
前記（ｄ１）ステップは、
（ｄ１１）前記複数の前記第１膜厚、前記複数の位置の前記第３透過光の変動量で補正した前記複数の前記第２膜厚に基づいて、もしくは、前記複数の前記第１膜厚、前記複数の計測位置の前記第３透過光の変動量で補正した前記複数の前記第２膜厚、及び前記複数の前記当初膜厚に基づいて、前記複数の計測位置での前記結晶質膜の膜質を評価するするステップを備える光電変換層の評価方法。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の光電変換層の評価方法において、
前記第１光、前記第２光及び前記第３光を照射する複数の照射部は、前記第２方向に対して所定の角度だけ傾いて配置され、
前記第１透過光、前記第２透過光及び前記第３透過光を受講する複数の検出部は、前記複数の照射部に対応して、前記第２方向に対して前記所定の角度だけ傾いて配置され、
前記（ａ１）ステップは、
（ａ１２）前記基板の位置を前記位置センサとして、前記複数の検出部のうち最初に前記基板が通過する検出部の受光感度の低下で感知し、前記基板が前記複数の照射部を通過する前から前記第１光及び前記第２光の少なくとも一方を前記複数の検出部へ照射するステップを備え、
前記（ｂ１）ステップは、
（ｂ１２）前記複数の検出部のうち少なくとも二つの検出器の各々の上を前記基板が通過するときの時間差に基づいて、前記複数の検出部の各々が順番に所定の時間間隔で検出を実行するステップを備える光電変換層の評価方法。
【請求項１３】
（ａ）基板に、透明導電膜を形成する工程と、
（ｂ）前記透明道電膜上に微結晶シリコン系電池層を形成する工程と、
（ｃ）前記微結晶シリコン系電池層について、請求項８乃至請求項１２のいずれか一項に記載の光電変換層の評価方法を実行する工程と、
（ｄ）前記微結晶シリコン系電池層上に裏面電極を形成する工程と
を具備する太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の太陽電池の製造方法において、
（ｅ）前記透明導電膜上に、前記微結晶シリコン系電池層を形成する前に、アモルファスシリコン系電池層を形成する工程と、
（ｆ）前記アモルファスシリコン系電池層の膜厚を計測する工程と
を更に具備し、
前記（ｃ）工程は、
（ｃ１）前記アモルファスシリコン系電池層及び前記微結晶シリコン系電池層について、前記光電変換層の評価方法を実行する工程とを備える太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に用いる光電変換層評価装置及び光電変換層の評価方法に関し、特に発電層としてシリコンを含む太陽電池に用いる光電変換層評価装置及び光電変換層の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池を構成する薄膜の膜厚を透過光強度により計測する透過膜厚計が知られている。例えば、特開平５−１０７２７号公報に、薄膜検査装置とその検査方法が開示されている。この薄膜検査装置は、透明基板（２）に被着した薄膜（３）の厚さの均一性を光透過率の変化によって測定する方法である。発光素子（４）、特定波長の光を透過させるモノクロメータ（５）、該モノクロメータ（５）を介して該発光素子（４）に対向する光強度受光素子（６）、該基板（２）を該モノクロメータ（５）と該光強度受光素子（６）との対向間に支持するステージ（１０）、該モノクロメータ（５）を透過して該薄膜（３）に照射する光（１７）の波長を制御する照射光コントローラ（９）、該薄膜（３）に照射する光（１７）が該薄膜（３）の全面を走査するように該ステージ（１０）を２軸方向に移動させるステージコントローラ（１１）、該薄膜（３）を透過した透過光から該光強度受光素子（６）が検出する検出光の波長を制御する検出光コントローラ（１２）、該ステージ（１０）と該照射光コントローラ（９）と該検出光コントローラ（１２）を制御し該光強度受光素子（６）からの出力信号をデータ処理する制御処理装置（１３）、該制御処理装置（１３）からの出力信号を可視データにする出力装置（１４，１５）とを具えている。これは、モノクロメータで特定波長光をＸＹに駆動する基板に照射し、光透過率の変化で膜分布を測定する。
【０００３】
関連する技術として、特開２０００−１４６５３３号公報に、透光体の厚み測定装置及び測定方法が開示されている。この透光体の厚み測定装置は、複数の透光層を有する透光体の各層の積層方向の厚みを測定する装置である。エネルギー光を出射する発光素子と、前記透光体を積層方向に透過した前記エネルギー光の所定波長光を受光する光受光素子と、該光受光素子で検出された光強度に基づいて前記透光層の厚みを演算する演算部とを備える。これは、透過光強度で石英ガラスの厚みを連続計測する。
【０００４】
特開２００１−５９８１６号公報に、薄膜の評価方法が開示されている。この透明導電薄膜の評価方法は、透明導電薄膜を形成した透光性基板の一方の表面に発光部から赤外光を入射し、前記基板を透過した赤外光を検出して透過率を求め、その透過率から前記薄膜の膜厚またはシート抵抗を求める。これは、赤外光（１−３μｍ）の透過光量で膜厚とシート抵抗を計測する。
【０００５】
特開２００３−６５７２７号公報に、透過膜厚計測装置及びそれを備えた製膜装置が開示されている。これは、基板に施された製膜を計測する透過膜厚計測装置である。前記基板の面を挟んで対向配置された発光素子と受光用素子とを備えてなる。これは、単色光または蛍光灯の透過光量で搬送中基板のＳｉ薄膜厚分布を計測する。
【０００６】
特開２００３−７５１２６号公報に、膜厚計測方法及び装置が開示されている。この膜厚の計測方法は、前記膜に入射すべき第１波長の光の強度を測定する段階と、膜厚を測定すべき膜に前記第１波長の光を照射する段階と、前記膜を透過した前記第１波長の光の強度を測定する段階と、前記膜に入射すべき前記第１波長の光の強度と前記膜を透過した前記第１波長の光の強度の比である第１の比を求める段階と、前記膜に入射すべき、第１の波長とは異なる第２波長の光の強度を測定する段階と、前記第２波長の光を前記膜に照射する段階と、前記膜を透過した前記第２波長の光の強度を測定する段階と、前記膜に入射すべき前記第２波長の光の強度と前記膜を透過した前記第２波長の光の強度の比である第２の比を求める段階と、前記第１の比と前記第２の比に基づいて前記膜の膜厚を求める段階と、を有することを特徴とする。これは、２種類の波長を利用し検量値との膜質差影響を補正して透過光膜厚計測精度を向上する。
【０００７】
しかし、従来技術は、透光性の基板上に複数の薄膜が製膜されていても、製膜された複数の薄膜の合計の膜厚を透過光強度により計測するに留まっている。そのため、例えば、一層目の薄膜についてはその膜厚を計測可能であるが、その薄膜上に積層された二層目の薄膜については一層目及び二層目の薄膜の合計の膜厚しか計測できない。
【０００８】
微結晶タンデム太陽電池では、一般にアモルファスシリコン系太陽電池と微結晶シリコン系太陽電池とが、別々のプラズマＣＶＤ装置を用いて、基板上にこの順に積層される。その際、各プラズマＣＶＤ装置での製膜後に、製膜された薄膜の状況の検査が望ましい。その検査により、各プラズマＣＶＤ装置における異常の発生を装置出口付近で早期発見できるからである。一層目のアモルファスシリコン電池層の製膜後では、そのアモルファスシリコン電池層の薄膜の状況を既存の透過膜厚計を用いて計測できる。それにより、アモルファスシリコン電池層用プラズマＣＶＤ装置の製膜状況の管理を十分行うことができる。
【０００９】
しかし、二層目の微結晶シリコン電池層の製膜後では、一層目のアモルファスシリコン電池層と分離して二層目の微結晶シリコン電池層のみの薄膜の状況を既存の透過膜厚計で計測できない。すなわち、微結晶シリコン電池層用プラズマＣＶＤ装置の製膜状況を直接的に検査できず、十分な管理を行うことができない、という不具合が発生する。特に、１ｍを超える大型基板の連続生産には、品質管理のために、オンラインで基板上の現物の電池層について瞬時に膜厚分布と膜質を監視できるモニターが必要とされている。太陽電池の製造工程中に基板上の電池層の膜厚分布及び膜質を検査することが可能な技術が望まれる。積層された複数の電池層の各々について膜厚分布及び膜質を検査することが可能な技術が望まれる。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−１０７２７号公報
【特許文献２】特開２０００−１４６５３３号公報
【特許文献３】特開２００１−５９８１６号公報
【特許文献４】特開２００３−６５７２７号公報
【特許文献５】特開２００３−７５１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、太陽電池の製造工程中に基板上の電池層の膜厚分布及び膜質を検査することが可能な光電変換層評価装置及び光電変換層の評価方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、電池層に使用する単膜および積層された複数の電池層の各々について膜厚分布及び膜質を検査することが可能な光電変換層評価装置及び光電変換層の評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１４】
本発明の光電変換層評価装置は、照射部（３）と、検出部（２）と、制御部（９）とを具備する。照射部（３）は、主として非晶質膜（４６）に吸収される第１波長の第１光、及び主として結晶質膜（４８）に吸収される第２波長の第２光の各々を、基板（１１）上に形成された薄膜へ照射する。検出部（２）は、薄膜を透過した第１光の透過光、及び薄膜を透過した第２光の透過光の各々を受光する。制御部（９）は、第１光の透過光に基づいて薄膜中の非晶質膜成分の膜厚を算出し、第２光の透過光に基づいて薄膜中の結晶質膜（４８）の膜厚を算出する。
本発明では、非晶質膜（４６）と結晶質膜（４８）との積層体について、主として非晶質膜（４６）に吸収される第１光で非晶質膜成分の第１膜厚を計測し、主として結晶質膜（４８）に吸収される第２光で結晶質膜（４８）の第２膜厚を、それぞれ計測することが出来る。それにより、結晶質膜（４８）を積層前の非晶質膜（４６）の別途把握してある当初膜厚と結晶質膜（４８）を積層後の非晶質膜成分の第１膜厚とを比較することで、結晶質膜（４８）として製膜した膜の中で、基準としている非晶質成分を超えて非晶質膜成分となった膜厚を把握することができる。
【００１５】
基板（１１）上に、非晶質膜（４６）上に前記結晶質膜（４８）が積層された第１薄膜又は前記結晶質膜としての第１薄膜が形成されているとき、照射部（３）は、第１光を第１照射光とし、第２光を第２照射光として、それぞれ第１薄膜へ照射する。検出部（２）は、第１照射光が第１薄膜を透過した第１透過光、及び、第２照射光が第１薄膜を透過した第２透過光の各々を受光する。制御部（９）は、第１透過光に基づいて第１薄膜中の非晶質膜成分の第１膜厚を算出し、第２透過光に基づいて結晶質膜（４８）の第２膜厚を算出し、第１膜厚、第２膜厚及び結晶質膜（４８）が形成される前の非晶質膜（４６）の別途把握してある当初膜厚に基づいて、結晶質膜（４８）の膜質を評価する。
本発明では、また、別途把握してある当初膜厚と計測された第１膜厚の差から、結晶質膜（４８）の非晶質膜厚と第２膜厚との比を製膜ごとに監視することで、結晶質膜（４８）として製膜した膜が予定どおり結晶化できているか否かを把握することができる。これにより、非晶質膜（４６）と結晶質膜（４８）との積層体（４３）の製造工程において、膜厚の評価だけでなく、膜質の評価を行うことが可能となる。また積層体が結晶質膜（４８）のみの場合は、非晶質膜（４６）の当初膜厚＝０となるので、計測された非晶質膜（４６）の第１膜厚が、そのまま結晶質膜（４８）の基準としている非晶質成分を超えた非晶質膜厚成分として把握できる。ここで、非晶質膜（４６）は、アモルファスシリコン系薄膜（積層膜を含む）に例示される。結晶質膜（４８）は、結晶質膜（４８）は、微結晶シリコン系薄膜（積層膜を含む）に例示される。
結晶質膜（４８）の膜質は、結晶質膜成分と非結晶膜成分との比を求めることで、簡易的に膜の結晶化率に対応する状態を評価する。即ち第２膜厚において、第２光の透過光により算出される結晶質成分と第１光の透過光により算出される非結晶質成分との膜厚比の変動で膜質の変動を把握・評価する。
【００１６】
上記の光電変換層評価装置において、照射部（３）は、第１光を発する第１照射部（３１）と、第２光を発する第２照射部（３２）とを備える。
本発明では、一つの照射部（３）において、波長の異なる二つの第１光及び第２光を、それぞれ第１照射部（３１）及び第２照射部（３２）という別々の照射部（３）で照射するので、当該波長専用の照射部（３１、３２）を利用でき、照射部（３）の構造を簡単にすることができる。それにより、照射部（３）を小型化することができる。
【００１７】
上記の光電変換層評価装置において、照射部（３）は、白色光を発する白色光照射部（３４）と、白色光から第１波長の第１光を透過する第１フィルタ部（３５ａ）と、白色光から第２波長の第２光を透過する第２フィルタ部（３５ｂ）とを備える。
本発明では、照射部（３）において、光源は白色光を照射する白色光照射部（３４）一つとし、フィルタ（３５ａ、３５ｂ）で第１波長及び第２波長を透過させることで第１光及び第２光を照射しているので、光源を少なくすることができ、照射部（３）の構造を簡単にすることができる。それにより、照射部（３）を小型化することができる。
【００１８】
上記の光電変換層評価装置において、検出部（２）は、第１光の透過光を検出する第１検出部（３６）と、第２光の透過光を検出する第２検出部（３７）とを備える。
本発明では、一つの検出部（２）において、波長の異なる二つの第１光及び第２光を、それぞれ第１検出部（３６）及び第２検出部（３７）という別々の検出部（２）で検出するので、当該波長専用の検出部（３６、３７）を利用でき、検出部（２）の構造を簡単にすることができる。それにより、検出部（２）を小型化することができる。
【００１９】
上記の光電変換層評価装置において、照射部（３）は、更に、主として透明導電膜（４２）に吸収される第３波長の第３光を、薄膜へ照射する。検出部（２）は、更に、薄膜を透過した第３光の透過光を受光する。制御部（７）は、更に、第３光の透過光に基づいて薄膜中の透明導電膜（４２）の変動量を算出する。基板（１１）上に透明導電膜（４２）、非晶質膜（４６）及び結晶質膜（４８）の少なくとも１つが積層された第２薄膜が形成されているとき、照射部（３）は、更に、第３光を第３照射光として、第２薄膜へ照射する。検出部（２）は、更に、第３照射光が第２薄膜を透過した第３透過光を受光する。制御部（７）は、更に、第３透過光の変動量、第１膜厚、第２膜厚、及び別途把握してある当初膜厚に基づいて、結晶質膜（４８）の膜質を評価する。
本発明では、透明導電膜（４２）、非晶質膜（４６）及び結晶質膜（４８）の積層体について、主として結晶質膜（４８）に吸収される第２波長の第２光は透明導電膜（４２）にも若干が吸収されるために第２膜厚の算出に透明導電膜（４２）の膜厚の影響が発生する場合がある。このため更に、主として透明導電膜（４２）に吸収される第３光の第３透過光を計測しているので、透明導電膜の膜厚に変動が合った場合、第３透過光の計測結果に基づいて結晶質膜（４８）の第２膜厚を補正することができる。そして、その補正後の第２膜厚と結晶質膜（４８）の非晶質膜厚との比を製膜ごとに監視することで、結晶質膜（４８）として製膜した膜が予定どおり結晶化できているか否かをより正確に把握することができる。
【００２０】
上記の光電変換層評価装置において、基板（１１）を第１方向（Ｙ）へ搬送する搬送部（６）と、照射部（３）を含む複数の照射部（３−１〜３−５）と、複数の照射部（３−１〜３−５）に対応して設けられ、検出部（２）を含む複数の検出部（２−１〜２−５）とを更に具備する。複数の照射部（３−１〜３−５）は、第１方向と略直角な第２方向（Ｘ）に並ぶ。複数の検出部（２−１〜２−５）は、第２方向（Ｘ）に並ぶ。搬送部（１）が基板（１１）を第１方向（Ｙ）へ搬送する際、基板（１１）上に、非晶質膜（４６）上に結晶質膜（４８）が積層された第３薄膜又は結晶質膜（４８）としての第３薄膜が形成されているとき、複数の照射部（３−１〜３−５）の各々は、第３薄膜における複数の位置のうちの対応する位置へ、第１光を第１照射光とし、第２光を第２照射光として、それそれ照射する。複数の検出部（２−１〜２−５）の各々は、第１照射光が複数の位置のうちの対応する位置を透過した第１透過光、及び、第２照射光が複数の位置のうちの対応する位置を透過した第２透過光を受光する。制御部（７）は、複数の位置の第１透過光に基づいて複数の位置での複数の前記第３薄膜の非晶質膜成分の第１膜厚を算出し、複数の位置の第２透過光に基づいて結晶質膜（４８）における複数の位置での複数の第２膜厚を算出し、複数の第１膜厚、複数の第２膜厚及び複数の位置の結晶質膜（４８）が形成される前の非晶質膜（４６）の複数の別途把握してある当初膜厚に基づいて、複数の位置での結晶質膜（４８）の膜質を評価する。
本発明では、基板（１１）の搬送方向（第１方向（Ｙ））と略垂直な基板（１１）の幅方向（第２方向（Ｘ））に、複数の照射部（３−１〜３−５）及びそれに対応（対向）する複数の検出部（２−１〜２−５）を設置しているので、それらが照射及び検出を実行することで、一度の計測で基板（１１）の幅方向（第２方向（Ｘ））の膜厚分布を計測することができる。また、その計測を、基板（１１）の搬送中に搬送方向（第１方向（Ｙ））に対して繰り返し実行することで、基板（１１）全体での膜厚分布を計測することが出来る。それにより、結晶質膜（４８）として製膜した膜のうち、非晶質膜となった膜厚を基板（１１）全体で把握することができる。また、別途把握してある当初膜厚と計測された第１膜厚の差から算出した、結晶質膜（４８）の非晶質膜厚成分と第２膜厚との比を製膜ごとに監視することで、結晶質膜（４８）として製膜した膜が予定どおり結晶化できているか否かを基板（１１）全体で把握することができる。ここで積層体が結晶質膜（４８）のみの場合は、非晶質膜（４６）の当初膜厚＝０となるので、計測された非晶質膜（４６）の第１膜厚が、そのまま結晶質膜（４８）の基準としている非晶質成分を超えた非晶質膜厚成分として把握できる。
【００２１】
上記の光電変換層評価装置において、複数の照射部（３−１〜３−５）の各々は、更に、透明導電膜（４２）に吸収される第３波長の第３光を薄膜へ照射する。複数の検出部（２−１〜２−５）の各々は、薄膜を透過した第３光の透過光を受光する。基板（１１）上に透明導電膜（４２）と、非晶質膜（４６）及び結晶質膜（４８）の少なくとも１つが積層された第４薄膜が形成されているとき、複数の照射部（３−１〜３−５）の各々は、更に、透明導電膜（４２）、第４薄膜における複数の位置のうちの対応する位置へ、第３光を第３照射光として照射する。複数の検出部（２−１〜２−５）の各々は、更に、第３照射光が複数の位置のうちの対応する位置を透過した第３透過光を受光する。制御部（７）は、更に、複数の位置の第３透過光の変動量、複数の第１膜厚、複数の第２膜厚、及び複数の別途把握してある当初膜厚に基づいて、複数の位置での結晶質膜（４８）の膜質を評価する。
本発明により、透明導電膜の膜厚に変動が合った場合でも、第３透過光の計測結果に基づいて結晶質膜（４８）の第２膜厚について、基板（１１）の全体において補正することができる。それにより、そして、その補正後の第２膜厚と結晶質膜（４８）の非晶質膜厚との比を製膜ごとに監視することで、結晶質膜（４８）として製膜した膜が予定どおり結晶化できているか否かを基板（１１）の全面において、より正確に把握することができる。
【００２２】
上記の光電変換層評価装置において、複数の照射部（３−１〜３−５）は、第２方向（Ｘ）に対して所定の角度（θ）だけ傾いて配置される。複数の検出部（２−１〜２−５）は、複数の照射部（３−１〜３−５）に対応して、第２方向（Ｘ）に対して所定の角度（θ）だけ傾いて配置される。複数の検出部（２−１〜２−５）の各々は、複数の検出部（２−１〜２−５）のうち少なくとも二つの検出器の各々の上を基板（１１）が通過するときの時間差（ΔＴ）に基づいて、複数の検出部（２−１〜２−５）の各々が順番に所定の時間間隔で検出を実行する。
本発明では、基板（１１）の幅方向（第２方向（Ｘ））に対して所定の角度（θ）で複数の照射部（３−１〜３−５）及びそれに対応（対向）する複数の検出部（２−１〜２−５）を設置することで、基板（１１）の端部が通過する時刻が各検出器ごとに異なることになる。それにより、少なくとも二つの検出器の各々の上を基板（１１）が通過するときの時間差（ΔＴ）で基板（１１）の移動速度（Ｖ）を検出することができる。この当該移動速度（Ｖ）に基づいて、基板（１１）上の所望の位置が各検出器上を通過する時刻を把握できるので、当該所望の位置で計測を行うことができる。すなわち、基板（１１）の移動速度（Ｖ）を事前に正確に把握していなくても、基板（１１）上の所望の位置で計測を行うことができる。
【００２３】
上記の光電変換層評価装置において、非晶質膜（４６）は、アモルファスシリコン系膜である。結晶質膜（４８）は、微結晶シリコン系膜である。第１波長は、３００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下である。第２波長は、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下である。
本発明では、非晶質膜（４６）がアモルファスシリコン系膜の場合、アモルファスシリコン系膜による吸収の大きい３００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長を有する光を用いることで、結晶質膜（４８）の影響を極力避けて非晶質膜厚を正確に把握することができる。結晶質膜（４８）が微結晶シリコン系膜の場合、微結晶シリコン系膜による吸収の大きい６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長を有する光を用いることで、非晶質膜（４６）の影響を極力避けて膜厚を正確に把握することができる。
【００２４】
本発明の光電変換層の評価方法は、（ａ）基板（１１）上に、非晶質膜（４６）上に結晶質膜（４８）が積層された第１薄膜又は前記結晶質膜（４８）としての第１薄膜が形成されているとき、主として非晶質膜（４６）に吸収される第１波長の第１光を第１照射光として、及び、主として結晶質膜（４８）に吸収される第２波長の第２光を第２照射光として、それぞれ第１薄膜へ照射するステップと、（ｂ）第１照射光が第１薄膜を透過した第１透過光、及び、第２照射光が第１薄膜を透過した第２透過光の各々を受光するステップと、（ｃ）第１透過光に基づいて第１薄膜の非晶質成分である第１膜厚を算出し、第２透過光に基づいて結晶質膜（４８）の第２膜厚を算出するステップと、（ｄ）第１膜厚、第２膜厚及び結晶質膜（４８）が形成される前に別途把握してある非晶質膜（４６）の当初膜厚に基づいて、結晶質膜（４８）の膜質を評価するステップとを具備する。
【００２５】
上記の光電変換層の評価方法において、（ａ）ステップは、（ａ１）主として透明導電膜（４２）に吸収される第３波長の第３光を第３照射光として、透明導電膜（４２）と、第１薄膜とが積層された第２薄膜へ照射するステップを備える。（ｂ）ステップは、（ｂ１）第３照射光が第２薄膜を透過した第３透過光を受光するステップを備える。（ｄ）ステップは、（ｄ１）第３透過光、第１膜厚、第２膜厚、及び別途把握してある当初膜厚に基づいて、結晶質膜（４８）の膜質を評価するステップを備える。
【００２６】
上記の光電変換層の評価方法において、（ａ）ステップは、（ａ１）第１薄膜における複数の位置の各々へ、第１光を第１照射光とし、及び、第２光を第２照射光として、それぞれ照射するステップを備える。（ｂ）ステップは、（ｂ１）第１照射光が複数の位置の各々を透過した第１透過光、及び第２照射光が複数の位置の各々を透過した第２透過光の各々を受光するステップを備える。（ｃ）ステップは、（ｃ１）複数の位置の第１透過光に基づいて複数の位置での複数の第１薄膜の非晶質成分である第１膜厚を算出し、複数の位置の第２透過光に基づいて結晶質膜（４８）における複数の位置での複数の第２膜厚を算出するステップを備える。（ｄ）ステップは、（ｄ１）複数の第１膜厚、複数の第２膜厚及び複数の位置の結晶質膜（４８）が形成される前の非晶質膜（４６）の複数の別途把握してある当初膜厚に基づいて、複数の位置での結晶質膜（４８）の膜質を評価するステップを備える。
【００２７】
上記の光電変換層の評価方法において、（ａ１）ステップは、（ａ１１）透明導電膜（４２）と、第１薄膜とが積層された第２薄膜における複数の位置のうちの対応する位置へ、主として透明導電膜（４２）に吸収される第３波長の第３光を第３照射光として照射するステップを備える。（ｂ１）ステップは、（ｂ１１）第３照射光が複数の位置のうちの対応する位置を透過した第３透過光を受光するステップを備える。（ｄ１）ステップは、（ｄ１１）複数の位置の第３透過光複数の第１膜厚、複数の第２膜厚、及び複数の別途把握してある当初膜厚に基づいて、複数の位置での結晶質膜（４８）の膜質を評価するするステップを備える。
【００２８】
上記の光電変換層の評価方法において、第１光、第２光及び第３光を照射する複数の照射部（３−１〜３−５）は、第２方向（Ｘ）に対して所定の角度（θ）だけ傾いて配置される。第１透過光、第２透過光及び第３透過光を受講する複数の検出部（２−１〜２−５）は、複数の照射部（３−１〜３−５）に対応して、第２方向（Ｘ）に対して所定の角度（θ）だけ傾いて配置される。（ａ１）ステップは、（ａ１２）基板（１１）が複数の照射部（３−１〜３−５）を通過する前から第１光及び第２光の少なくとも一方を複数の検出部（２−１〜２−５）へ照射するステップを備える。（ｂ１）ステップは、（ｂ１２）複数の検出部（２−１〜２−５）のうち少なくとも二つの検出器の各々の上を基板（１１）が通過するときの時間差に基づいて、複数の検出部（２−１〜２−５）の各々が順番に所定の時間間隔で検出を実行するステップを備える。
【００２９】
上記の光電変換層の評価方法において、非晶質膜（４６）は、アモルファスシリコン系膜である。結晶質膜（４８）は、微結晶シリコン系膜である。第１波長は、３００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下である。第２波長は、６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下である。
【００３０】
本発明の太陽電池の製造方法は、（ａ）基板（１１）に、透明導電膜（４２）を形成する工程と、（ｂ）透明導電膜（４２）上に微結晶シリコン系電池層（４８）を形成する工程と、（ｃ）微結晶シリコン系電池層（４８）について、上記のいずれかの段落に記載の光電変換層の評価方法を実行する工程と、（ｄ）微結晶シリコン系電池層（４８）上に裏面電極膜（４４）を形成する工程とを具備する。
本発明では、微結晶シリコン系電池層（４８）を積層した時点において、微結晶シリコン系電池層（４８）の膜質をオンラインで自動的に評価することができる。それにより、微結晶シリコン系電池層（４８）の膜質の評価に係る時間と手間を削減でき、実質的な製造コストを低下させることが可能となる。
【００３１】
上記の太陽電池の製造方法において、（ｅ）透明導電膜（４２）上に、微結晶シリコン系電池層（４８）を形成する前に、アモルファスシリコン系電池層（４６）を形成する工程と、（ｆ）アモルファスシリコン系電池層（４６）の膜厚を把握するにあたり、例えば、第１波長の第１光を第１照射光として照射して第１透過光に基づき膜厚を算出し計測する工程とを更に具備する。このアモルファスシリコン系電池層（４６）の膜厚は別途把握してある当初膜厚となる。（ｃ）工程は、（ｃ１）アモルファスシリコン系電池層（４６）及び微結晶シリコン系電池層（４８）について、光電変換層の評価方法を実行する工程とを備える。
本発明では、アモルファスシリコン系電池層（４６）と微結晶シリコン系電池層（４８）とを積層した時点において、微結晶シリコン系電池層（４８）の膜質をオンラインで自動的に評価することができる。それにより、微結晶シリコン系電池層（４８）の膜質の評価に係る時間と手間を削減でき、実質的な製造コストを低下させることが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明により、太陽電池の製造工程中に基板上の電池層の膜厚分布及び膜質を検査することが可能となる。また、積層された複数の電池層の各々について膜厚分布及び膜質を検査することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（第１の実施の形態）
本発明の光電変換層評価装置及び光電変換層の評価方法の第１実施の形態について説明する。図１は、本発明の光電変換層評価装置の第１の実施の形態の構成を示す概略図である。光電変換層評価装置１は、受光素子群２、発光素子群３、位置センサ５、搬送コンベア６、位置センサ８、情報処理装置９を具備している。
【００３４】
搬送コンベア６は、光電変換層としての電池層の形成された基板１１を搬送するための一対で構成された複数のローラ６ａ−１〜６ａ−ｑ（ｑは自然数、以下同じ）を備える。各々のローラ６ａ−ｋ（ｋ＝１〜ｑ、以下同じ）と、基板１１とは接する。複数のローラ６ａ−１〜６ａ−ｑは、基板１１の搬送方向Ｙに順に並び、それらが同時に所定の回転速度で、所定方向に回転することで、基板１１を搬送方向Ｙへ搬送することができる
【００３５】
受光素子群２は、複数の受光素子２−１〜２−ｍ（ｍは自然数、以下同じ）を備える。本図では、ｍ＝５の例を示している。複数の受光素子２−１〜２−ｍは、搬送コンベア６の途中であって、搬送コンベア６の搬送面（基板１１の搬送される面）の下方（−Ｚ方向）に、搬送方向Ｙと略直角なＸ方向に、互いに所定の間隔をおいて並んで固定されている。受光素子２−ｊ（ｊ＝１〜ｍ、以下同じ）の各々は、情報処理装置９が出力したトリガ信号Ｔ１に基づいて、基板１１上の電池層を透過した透過光を受光する。そして、その透過光の強度を示す信号ＰＳ（ＰＳ１〜ＰＳｎ）（ｎは自然数）を情報処理装置９へ出力する。受光素子２−ｊとしては、発光素子３−ｊから照射される光の波長に対応して当該波長の光を受光できるものを用いる。受光素子２−ｊは、フォトディテクタやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサに例示される。
【００３６】
発光素子群３は、複数の発光素子３−１〜３−ｍを備える。複数の発光素子３−１〜３−ｍは、搬送コンベア６の途中であって、搬送コンベア６の搬送面（基板１１の搬送される面）の上方（＋Ｚ方向）に、搬送方向Ｙと略直角なＸ方向に、互いに所定の間隔をおいて並んで固定されている。発光素子３−ｊと受光素子２−ｊとは搬送される基板１１を挟んで対向し、組になっている。ただし、発光素子３と受光素子２との位置関係は上下を規定していなく、逆でもよい。各々の発光素子３−ｊは、情報処理装置９が出力したトリガ信号Ｔ２に基づいて、基板１１上の電池層へ所定の波長の光を照射光として照射する。発光素子３−ｊとしては、電池層のうち計測したいものに適した波長の光を出力できるものを用いる。発光素子３−ｊは、レーザー照射装置や発光ダイオード、蛍光管に例示される。
【００３７】
図２は、本発明の光電変換層評価装置の第１の実施の形態における一つの発光素子３−ｊとそれに対応する受光素子２−ｊの構成を示す概略図である。発光素子３−ｊは、短波長発光素子３１及び長波長発光素子３２を備える。短波長発光素子３１と長波長発光素子３２とは近接して配置され、基板１１上の概ね同じ計測位置へ光を照射することが好ましい。同じ位置の発電層を評価するからである。短波長発光素子３１は、搬送コンベア６上を搬送される基板１１の計測領域に対して照射光Ｌ１ａを照射する。長波長発光素子３２は、当該基板１１の計測領域に対して照射光Ｌ１ｂを照射する。
【００３８】
受光素子２−ｊは、短波長受光素子３６及び長波長受光素子３７を備える。短波長受光素子３６は、照射光Ｌ１ａが基板１１の計測領域を透過した透過光Ｌ２ａを受光する。長波長受光素子３７は、照射光Ｌ１ｂが基板１１の計測領域を透過した透過光Ｌ２ｂを受光する。短波長発光素子３１及び短波長受光素子３６で使用する波長、及び、長波長発光素子３２及び長波長受光素子３７で使用する波長については後述する。
【００３９】
図３は、基板における計測領域を示す概略図である。基板１１において、発光素子群３（複数の発光素子３−１〜３−ｍ）と受光素子群２（複数の受光素子２−１〜２−ｍ）とを用いた一度の計測で計測される領域は、一列の計測領域ｘｙ１〜ｘｙｎ（ｎは自然数、以下同じ）の各々のうちのいずれかに相当する。本図及び図１では、ｎ＝４の例（計測領域ｘｙ１〜ｘｙ４）を示している。発光素子３と受光素子２とは光電変換層評価装置１に固定されている。基板１１は、搬送コンベア６により発光素子３と受光素子２に対して相対的に移動する。したがって、その移動に基づいて、発光素子３及び受光素子２は、計測領域ｘｙ１から計測領域ｘｙｎまで順に計測を行うことができる。
【００４０】
複数の発光素子３−１〜３−ｍは、基板１１の搬送方向Ｙに対して略垂直なＸ方向に並んで配置されている。そして、各計測領域ｘｙｉ（ｉ＝１〜ｎ、以下同じ）において、Ｘ方向に並んだ計測位置Ｍ１〜Ｍｍに対して概ね同時に照射光Ｌ１（Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ）を照射する。照射光Ｌ１は、基板１１が光電変換層評価装置１を通過している間は連続発光し照射していても良い。また計測するタイミングのみ発光して照射しても良い。複数の受光素子２−１〜２−ｍは、計測位置Ｍ１〜Ｍｍを透過したされた透過光Ｌ２（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ）を概ね同時に受光する。一組の発光素子と受光素子とで見れば、発光素子３−ｊは、計測位置Ｍｊに対して照射光Ｌ１を照射し、受光素子２−ｊは、その計測位置Ｍｊを透過した透過光Ｌ２を受光して、情報処理装置９へ送信する。
【００４１】
発光素子群３は、基板位置センサ５で基板１１が搬入されたことを感知すると、情報処理装置９からトリガ信号Ｔ０を受信して、基板１１のない状態で発光素子群３が照射光Ｌ１を照射し、受光素子群２は透過光Ｌ２を受光することで、キャリブレーションを行う。次に、情報処理装置９からトリガ信号Ｔ２を受信すると、基板１１の計測領域ｘｙｉへ照射光Ｌ１を所定の時間を照射する。受光素子群２は、情報処理装置９からトリガ信号Ｔ１を受信すると、基板１１の計測領域ｘｙｉを透過した透過光Ｌ２を受光する。そして、受光した透過光Ｌ２の強度ＰＳｉを情報処理装置９へ送信する。この計測領域ｘｙｉでの計測と、透過光Ｌ２の強度を示す信号ＰＳｉの情報処理装置９への送信を含む一連の処理が繰り返されること（ｉ＝１からｎまで）で、最終的に基板１１上の電池層の全体を計測することができる。ここで発光素子群３は、基板１１が光電変換層評価装置１を通過している間は連続発光し照射し、ｉ＝ｎの最終の計測を終了後に発光を終了させても良い。
【００４２】
このように、搬送コンベア６上を搬送される基板１１の計測領域ｘｙｉでの計測処理が順次行われることで、大面積の基板１１に対しても、全体を計測することが可能となる。発光素子３−ｊについては、計測領域ｘｙｉへの照射光Ｌ１の照射が可能であればよい。従って、大面積の基板１１全体の光照射を可能とするような大規模で、高価な装置は不要となる。それにより、製造コストを最小限に抑制することが可能となる。また、受光素子２−ｊについては、計測領域ｘｙｉからの透過光Ｌ２の検出が可能であればよい。従って、大面積の基板１１の全体からの受光を可能とするような大規模で、高価な装置は不要となる。それにより、製造コストを最小限に抑制することが可能となる。
【００４３】
図１を参照して、位置センサ５は、搬送コンベア６の搬送方向Ｙと略直角なＸ方向の側面であって、発光素子群３及び受光素子群２よりも、搬送方法Ｙにおける手前側に設けられている。計測対象である基板１１が所定位置に所在するか否かを検出する。位置センサ５は、その検出を行ったときに、基板１１が所定位置にあることを通知する検知信号Ｄ０を情報処理装置９へ送信する。所定位置は、例えば、最初に計測される計測領域ｘｙ１が発光素子群３の照射範囲（照射光が照射される範囲）に達したときと定義される。但し、この定義形態は一例であり、この形態には限らない。
【００４４】
位置センサ８は、複数の位置センサ８−１〜８−ｎを備える。複数の位置センサ８−１〜８−ｎの各々は、搬送コンベア６のＸ方向の側面であって、発光素子群３及び受光素子群２よりも、搬送方法Ｙにおける奥側（先側）に、所定の間隔で、搬送方向Ｙに沿って並んで設けられている。複数の位置センサ８−１〜８−ｎの各々は、計測対象である基板１１が各位置センサ８−ｉ近傍の所定位置に所在するか否かを検出する。そして、位置センサ８−１〜８−ｎは、その検出を行ったときに、基板１１が所定位置にあることを通知する検知信号Ｄ１〜Ｄｎを情報処理装置９へ送信する。すなわち、位置センサ８−ｉは、その検出を行ったときに、基板１１が所定位置にあることを通知する検知信号Ｄｉを情報処理装置９へ送信する。
【００４５】
図１の場合、基板１１の先端が、位置センサ８−１の位置に達したとき、位置センサ８−１が検知信号Ｄ１を送信する。以下同様に、基板１１の先端が位置センサ８−２の位置に達したとき、位置センサ８−２が検知信号Ｄ２を送信し、位置センサ８−３の位置に達したとき位置センサ８−３が検知信号Ｄ３を送信し、位置センサ８−４の位置に達したとき位置センサ８−４が検知信号Ｄ４を送信する。
【００４６】
情報処理装置９は、パーソナルコンピュータに例示される情報処理装置であり、プログラムとしての膜評価部９ａを備える。
【００４７】
膜評価部９ａは、位置センサ５から検知信号Ｄ０を受信し、また、位置センサ８−１〜８−ｎから検知信号Ｄ１〜Ｄｎを受信する。そして、検知信号Ｄ１〜Ｄｎのうちの一つを受信する毎に１回、トリガ信号Ｔ１を受光素子群２へ、トリガ信号Ｔ２を発光素子群３へそれぞれ送信する。ここで、位置センサ８−１〜８−ｎの位置と、基板１１の計測領域ｘｙｉの位置とは対応している。
【００４８】
膜評価部９ａは、各計測領域ｘｙｉについて、発光素子３−１〜３−ｍの照射光Ｌ１の強度ＩＬ１ｊ（予め設定され情報処理装置９の記憶部に記憶されている）と受光素子２−１〜２−ｍでの透過光Ｌ２の強度ＩＬ２ｊとに基づいて、各計測位置Ｍ１〜Ｍｍについて所定の計算を行い、基板１１上の電池層の膜厚を算出する。算出方法については後述する。
【００４９】
なお、本実施の形態では、位置センサ８からの信号をトリガにして計測を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、位置センサ５からの検知信号Ｄ０の受信後に、所定の時間間隔で計測を行う方法が考えられる。例えば、搬送コンベア６のローラ６ａ−ｋに埋め込まれたロータリーエンコーダがその回転により発するパルス信号をトリガにして計測を行う方法が考えられる。
【００５０】
次に、本発明の光電変換層評価装置の評価対象である太陽電池の構成について説明する。図４は、本発明の光電変換層評価装置で評価する太陽電池の構成の一例を示す断面図である。このタンデム型の太陽電池４０は、基板１１、透明導電膜４２、電池層４３、裏面電極膜４４を具備する。電池層４３は、アモルファスシリコン系電池層４６と微結晶シリコン系電池層４８とを備えている。アモルファスシリコン系電池層４６は、アモルファスシリコンｐ層膜５１、アモルファスシリコンｉ層膜５２及びアモルファスシリコンｎ層膜５３を含む。微結晶シリコン系電池層４８は、微結晶シリコンｐ層膜５６、微結晶シリコンｉ層膜５７及び微結晶シリコンｎ層膜５８を含む。光電変換層は、電池層４３である。すなわち、光電変換層は、アモルファスシリコン系電池層４６と微結晶シリコン系電池層４８のうちの少なくとも一方を含む。製造方法については、後述する。
【００５１】
ここで、シリコン系とはシリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイド（ＳｉＣ）やシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を含む総称である。微結晶シリコン系とは、アモルファスシリコン系すなわち非晶質シリコン系以外のシリコン系を意味するのもであり、多結晶シリコン系や非晶質を含んだ結晶質シリコン系も含まれる。
【００５２】
図５は、本発明の光電変換層評価装置を適用した製膜装置を示す概略斜視図である。この製膜装置６０は、コンベア９１、ローダ６１、基板受渡装置７１、基板移動装置７８、ロード室扉７３、ロード室６４、基板導入室８４、中央搬送室８２（８２−１〜８２−３）、複数の製膜室６３（６３−１〜６３−６）、アンロード室６５、基板受渡装置７７、基板移動装置７９、アンローダ６６、光電変換層評価装置１を具備する。
【００５３】
複数の製膜室６３（６３−１〜６３−６）は、中央搬送室８２（８２−１〜８２−３）の両側に互いに隣接するように取り付けられている。製膜室６３と中央搬送室８２とは、ゲート弁（図示されず）で接続され、真空状態で基板の授受を行うことができる。製膜室６３は、中央搬送室８２内を移動する基板８を搬送する基板搬送装置（図示されず）から基板を供給され、その基板上に所定の薄膜をプラズマＣＶＤ法で製膜する。製膜後の基板は、基板搬送装置により中央搬送室８２に回収される。製膜装置６０は、基板を基板搬送装置で複数の製膜室６３へ搬送することで、大気暴露無しにｉｎ−ｓｉｔｕで複数の薄膜を積層製膜することが出来る。それらの薄膜は、例えば、アモルファスシリコンｐ層膜５１、アモルファスシリコンｉ層膜５２及びアモルファスシリコンｎ層膜５３、または微結晶シリコンｐ層膜５６、微結晶シリコンｉ層膜５７及び微結晶シリコンｎ層膜５８に例示される。
【００５４】
コンベア９１により搬送された基板は、ローダ６１上に載せられる。ローダ６１上の基板は、基板受渡装置７１の基板移動装置７８により、大気開放されたロード室６４へロード室扉７３から導入される。真空排気されたロード室４４内の基板は、基板導入室８４内の基板搬送装置により取り出される。そして、中央搬送室８２内を基板搬送装置により所定の製膜室６３へ搬送される。その後、複数の薄膜（例示：微結晶シリコンｐ層膜５６、微結晶シリコンｉ層膜５７及び微結晶シリコンｎ層膜５８）を製膜された基板は、基板搬送装置により基板導入室８４を介して真空排気されたアンロード室６５へ搬送される。大気開放されたアンロード室６５内の基板は、基板受渡装置７７の基板移動装置７９により、アンロード室６５から基板受渡装置７７の上へ移送される。基板受渡装置７７上の基板は、アンローダ６６により光電変換層評価装置１を取り付けた搬送コンベア６に載せられ、電池層の膜厚の評価が行われる。また、微結晶シリコン電池系層４８を形成する前のアモルファスシリコン系電池層４６の当初膜厚を計測把握するために、ローダ６１入り口付近に更にもう１台の光電変換層評価装置１を設置しても良い。また、アモルファスシリコン系電池層４６を製膜した製膜装置のアンローダ出口付近に設けた光電変換層評価装置１の計測結果を活用しても良い。
【００５５】
次に、本発明の光電変換層評価装置及び光電変換層の評価方法の原理及び用いる光の波長について説明する。
【００５６】
透過光の光量（強度）Ｉはランバートの法則により、以下の式で表される。
Ｉ＝Ｉ０・ＥＸＰ（−αｄ）      （１）
ただし、Ｉ：透過光の光量（強度）、Ｉ０：照射光の光量（強度）、α：吸収係数、ｄ：吸収厚、である。したがって、透明な基板１１に積層した薄膜の膜厚（＝吸収厚）ｄは、以下のようになる。
ｄ＝（１／α）・ｌｎ（Ｉ０／Ｉ）      （２）
これを、本発明に適用すると、したがって、αを別計測で検量しておけば照射光の強度Ｉ０と透過光の強度Ｉとから膜厚ｄを算出できる。
【００５７】
これを本発明の光電変換層評価装置及び光電変換層の評価方法に適用すると、照射光Ｌ１の強度ＩＬ１ｊ、透過光Ｌ２の強度ＩＬ２ｊ、電池層の吸収係数αｓとすれば、電池層の膜厚ｄｓは以下のようになる。
ｄｓ＝（１／αｓ）・ｌｎ（ＩＬ１ｊ／ＩＬ２ｊ）      （３）
すなわち、照射光Ｌ１の強度ＩＬ１ｊ及び電池層の吸収係数αｓを予め計測し、情報処理装置９の記憶部に格納しておけば、透過光Ｌ２の強度ＩＬ２ｊを計測することで、電池層の膜厚ｄｓを上記（３）式により亜算出することができる。
なお、微結晶シリコン膜の吸収係数をαｓ（ｃ）及びアモルファスシリコン膜の吸収係数をαｓ（ａ）とする。また、短波長の光の照射光の強度をＩＬ１ｊ（Ｈ）、透過光の強度をＩＬ２ｊ（Ｈ）とする。長波長の光の照射光の強度をＩＬ１ｊ（Ｌ）、透過光の強度をＩＬ２ｊ（Ｌ）とする。
【００５８】
図６は、アモルファスシリコン系電池層及び微結晶シリコン系電池層における光の波長に対する感度特性を示すグラフである。縦軸はエネルギー強度を示し、横軸は入射光波長（ｎｍ）を示す。太線で示されるアモルファスシリコン系太陽電池は、約３００ｎｍ〜約６５０ｎｍの波長範囲の入射光を吸収する。太破線で示される微結晶シリコン系太陽電池は、約５５０ｎｍ〜約１１００ｎｍの波長範囲の入射光を吸収する。したがって、細線で示されるタンデム型太陽電池（アモルファスシリコン系太陽電池＋微結晶シリコン系太陽電池）は、、約３００ｎｍ〜約１１００ｎｍの波長範囲の入射光を吸収する。なお、細破線は太陽光スペクトルを示す。
【００５９】
この図を参照して、タンデム型太陽電池において、アモルファスシリコン系太陽電池及び微結晶シリコン系太陽電池のいずれか一方による光吸収が相対的に多い波長の光を用いれば、２種類の太陽電池が積層されているにもかかわらず、当該一方の太陽電池の膜厚を、透過光の強度の計測で求めることができる。図から、アモルファスシリコン系太陽電池の膜厚を求めたい場合、アモルファスシリコン系太陽電池（＝アモルファスシリコン系膜）による光吸収が相対的に多く、微結晶シリコン系太陽電池（＝微結晶シリコン系膜）による光吸収が無いか、有っても計測に問題が無い範囲が好ましい。そのような範囲としては、３００ｎｍ〜５５０ｎｍの光を用いることが好ましい。より好ましくは、４００ｎｍ〜５００ｎｍである。一方、微結晶シリコン系太陽電池の膜厚を求めたい場合、微結晶シリコン系太陽電池による光吸収が相対的に多く、アモルファスシリコン系太陽電池による吸収が無いか、有っても計測に問題が無い範囲が好ましい。そのような範囲としては、６００ｎｍ〜９００ｎｍの光を用いることが好ましい。より好ましくは、７００ｎｍ〜８００ｎｍである。、アモルファスシリコン系太陽電池と微結晶シリコン系太陽電池の光吸収領域は一部６００ｎｍ〜７００ｎｍで波長が重なっているが、アモルファスシリコン系の膜厚は薄く、微結晶シリコン系の膜厚はアモルファスシリコン系の約１０倍の厚い膜厚で吸収量が多いことから、この場合でも大きな問題は無いことが確認されている。
【００６０】
上記図２に示した発光素子３−ｊのうち、短波長発光素子３１の照射する光の波長は、アモルファスシリコン系太陽電池の膜厚測定用として３００ｎｍ〜５５０ｎｍ（より好ましくは４００ｎｍ〜５００ｎｍ）の波長範囲から選択される。短波長受光素子３６の受光する光の波長は、短波長発光素子３１の照射する光の波長と同じになるように選択される。一方、長波長発光素子３２の照射する光の波長は、微結晶シリコン系太陽電池の膜厚測定用として６００ｎｍ〜９００ｎｍ（より好ましくは７００ｎｍ〜８００ｎｍ）の波長範囲から選択される。長波長受光素子３７の受光する光の波長は、長波長発光素子３２の照射する光の波長と同じになるように選択される。
【００６１】
本発明では、上記（３）式を用いて膜厚の算出を行う。それに当たり、事前に上記短波長発光素子３１の照射する光について、アモルファスシリコン系電池層４６に対する透過光量比ｌｎ（ＩＬ１ｊ／ＩＬ２ｊ）と膜厚ｄとの関係を調べて検量しておく。同様に、長波長発光素子３２の照射する光について、微結晶シリコン系電池層４８の基準となる膜質（特に結晶化率）に対する透過光量比ｌｎ（ＩＬ１ｊ／ＩＬ２ｊ）と膜厚ｄとの関係を調べて検量しておく。図７は、透過光量比ｌｎ（ＩＬ１ｊ／ＩＬ２ｊ）と膜厚ｄとの関係を示すグラフである。縦軸は微結晶シリコン膜、又はアモルファスシリコン膜の膜厚である。横軸は、透過光量比である。微結晶シリコン膜については、６６０ｎｍの波長の光を用いた。アモルファスシリコン膜については、４７０ｎｍの波長の光を用いた。このグラフは、膜厚ｄが既知の微結晶シリコン膜及びアモルファスシリコン膜に対して、照射光の光量ＩＬ１ｊ及び透過光の光量ＩＬ２ｊを計測してプロットしたものである。グラフの傾きは、微結晶シリコン膜の吸収係数αｓ（ｃ）の逆数（１／αｓ（ｃ））及びアモルファスシリコン膜の吸収係数αｓ（ａ）の逆数（１／αｓ（ａ））を示している。ここから、微結晶シリコン膜及びアモルファスシリコン膜の吸収係数αｓを求めることで、上記（３）式を用いて膜厚の算出を行うことができる。求められた、微結晶シリコン膜の吸収係数αｓ（ｃ）及びアモルファスシリコン膜の吸収係数αｓ（ａ）は、情報処理装置９の記憶部に格納される。また、短波長発光素子３１の照射光の光量ＩＬ１ｊ（Ｈ）及び長波長発光素子３２の照射光の光量ＩＬ１ｊ（Ｌ）についても、情報処理装置９の記憶部に格納される。また、図７に示すような検量線を、微結晶シリコン単膜（ｐ層、ｉ層、ｎ層など）についても準備しておき、製膜種類に応じて対比させることで、プラズマＣＶＤ装置の調整確認時などに行われる各単膜を製膜した場合の膜厚を評価することが可能である。
【００６２】
次に、太陽電池の製造方法の第１の実施の形態について説明する。図８は、本発明の太陽電池の製造方法の第１の実施の形態を示すフロー図である。この太陽電池の製造方法は、本発明の光電変換層評価装置の第１の実施の形態の動作（本発明の光電変換層の評価方法の第１の実施の形態）を含んでいる。すなわち、図４で示すタンデム型の太陽電池４０を製造しつつ、本発明の光電変換層の評価方法で電池層の評価を行う。
【００６３】
基板１１としてソーダフロートガラス基板（１．４ｍ×１．１ｍ×板厚：４ｍｍ）を使用する。基板端面は破損防止にコーナー面取りやＲ面取り加工されていることが望ましい。また、基板１１は、太陽電池層を設ける側へ２０〜５０ｎｍの膜厚の酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）で表面を被覆されていることが好ましい。基板１１中のアルカリ成分の拡散を防止するためである。まず、その基板１１上に、透明導電膜４２としてＦドープの酸化錫膜（ＳｎＯ２膜）を熱ＣＶＤ法により製膜する。基板温度は約５００℃であり、膜厚は３００〜９００ｎｍである（ステップＳ０１）。
【００６４】
次に、基板１１をＸ−Ｙテーブルに設置する。そして、ＹＡＧレーザーの第１高調波（１０６４ｎｍ）を基板１１上の所定の位置に照射して、透明導電膜４２を所定の短冊形状になるように加工する（ステップＳ０２）。
【００６５】
続いて、プラズマＣＶＤ装置により、減圧雰囲気：３０〜１５０Ｐａ、約２００℃にてアモルファスシリコン系電池層４６としてのアモルファスシリコンｐ層膜５１／アモルファスシリコンｉ層膜５２／アモルファスシリコンｎ層膜５３を順次製膜する（ステップＳ０３）。アモルファスシリコンｐ層膜５１は、ＢドープしたアモルファスＳｉＣを主とし、膜厚１０〜３０ｎｍである。アモルファスシリコンｉ層膜５２は、アモルファスＳｉを主とし、膜厚２００〜３５０ｎｍである。アモルファスシリコンｎ層膜５３は、ＰドープしたアモルファスＳｉを主とし、膜厚３０〜５０ｎｍである。
【００６６】
ここで用いられるプラズマＣＶＤ装置は、例えば製膜装置６０である。その場合、レーザーエッチングされた透明導電膜４２を有する基板１１がコンベア９１により搬送され、ローダ６１及びロード室６４経由で、中央搬送室８２内に導入される。アモルファスシリコンｐ層膜５１、アモルファスシリコンｉ層膜５２及びアモルファスシリコンｎ層膜５３は、例えば、それぞれ製膜室６３−４、６３−５及び６３−６で製膜される。アモルファスシリコン系電池層４６を製膜された基板１１は、アンロード室６５及びアンローダ６６経由で、本発明の光電変換層評価装置１の搬送コンベア６に載せられる。
【００６７】
本発明の光電変換層評価装置１は、基板１１上に製膜されたアモルファスシリコン系電池層４６について、その膜厚分布を計測する（ステップＳ０４）。図９は、本発明の光電変換層評価装置の第１の実施の形態の動作としてのステップＳ０４の詳細を示すフロー図である。
【００６８】
まず、アモルファスシリコン系電池層４６を製膜された基板１１は、搬送コンベア６上を搬送方向Ｙに搬送される。位置センサ５は、基板１１が所定位置に達したことを検出して、検知信号Ｄ０を情報処理装置９へ送信する。その後、位置センサ８−１は、基板１１が位置センサ８−１近傍の所定位置に達したことを検出して、検知信号Ｄ１を情報処理装置９へ送信する。情報処理装置９の膜評価部９ａは、位置センサ５から検知信号Ｄ０を受信し、また、位置センサ８−１から検知信号Ｄ１を受信する。そして、膜評価部９ａは、検知信号Ｄ０受信後において、まず、トリガ信号Ｔ０を受光素子群２及び発光素子群３へそれぞれ送信する。その後、検知信号Ｄ１を受信したとき、トリガ信号Ｔ１を受光素子群２へ、トリガ信号Ｔ２を発光素子群３へそれぞれ送信する（ステップＳ２１）。
【００６９】
複数の発光素子３−１〜３−ｍは、情報処理装置９からトリガ信号Ｔ０を受信すると、計測する電池層に対応した波長を有する光を、基板１１の無い状態で複数の受光素子２−１〜２−ｍへ照射する。複数の受光素子２−１〜２−ｍは、情報処理装置９からトリガ信号Ｔ０を受信すると、複数の発光素子３−１〜３−ｍから照射された光を受光する。そして、複数の受光素子２−１〜２−ｍは、受光した光の強度を情報処理装置９へ出力する。膜評価部９ａは、受光した光の強度に基づいて、記憶部に格納された照射光の光量をキャリブレーションする。ここでは、アモルファスシリコン系電池層４６の計測を行うので、この動作は、短波長の光についてのみ行う。
【００７０】
複数の発光素子３−１〜３−ｍは、情報処理装置９からトリガ信号Ｔ２を受信すると、計測する電池層に対応した波長を有する光を照射光Ｌ１として、基板１１上に形成されたアモルファスシリコン系電池層４６の計測領域ｘｙ１の計測位置Ｍ１〜Ｍｍへ照射する（ステップＳ２２）。ここでは、アモルファスシリコン系電池層４６の膜厚を測定するので、複数の発光素子３−１〜３−ｍの各々としては、短波長発光素子３１として、例えば、波長４７０ｎｍの青色ＬＥＤを用いる。
【００７１】
複数の受光素子２−１〜２−ｍは、情報処理装置９からトリガ信号Ｔ１を受信すると、アモルファスシリコン系電池層４６の計測領域ｘｙ１の計測位置Ｍ１〜Ｍｍを透過した照射光Ｌ１の透過光Ｌ２を受光する。そして、複数の受光素子２−１〜２−ｍは、受光した透過光Ｌ２の強度ＰＳ１（ＰＳ１−１〜ＰＳ１−ｍ）を情報処理装置９へ送信する（ステップＳ２３）。複数の受光素子２−１〜２−ｍの各々としては、短波長受光素子３６として、波長４７０ｎｍの透過光を受光可能なフォトディテクタを用いる。
【００７２】
膜評価部９ａは、各計測領域ｘｙ１について、発光素子３−１〜３−ｍの照射光Ｌ１の強度ＩＬ１ｊ（Ｈ１）と受光素子２−１〜２−ｍでの反射光Ｌ２の強度ＩＬ２ｊ（Ｈ１）とに基づいて、記憶部のアモルファスシリコン膜の吸収係数αｓ（ａ）と（３）式を参照して、各計測位置Ｍ１〜Ｍｍについてアモルファスシリコン系電池層４６の膜厚ｄａ１を計算する。そして、膜評価部９ａは、算出された各計測位置Ｍ１〜Ｍｍでのアモルファスシリコン系電池層４６の膜厚ｄａ１を記憶部に格納する（ステップＳ２４）。このように、アモルファスシリコン系電池層４６の膜厚を計測することで、アモルファスシリコン系電池層４６を製膜するプラズマＣＶＤ装置の製膜状況を監視することが出来る。
【００７３】
膜評価部９ａは、残りの計測領域ｘｙ２〜ｘｙｎについて、上記ステップＳ２１（ただし、検知信号Ｄ０受信後の動作）、ステップＳ２２、ステップＳ２３及びステップＳ２４を実行する。膜評価部９ａは、全計測領域ｘｙ１〜ｘｙｎが終了したか否かについて、例えば、位置センサ５からの検知信号Ｄ０の受信後に受信する位置センサ８−ｎからの検知信号Ｄｎを受信したことで判断する（ステップＳ２５）。記憶部に格納された全ての計測領域ｘｙ１〜ｘｙｎにおける全ての計測位置Ｍ１〜Ｍｍの膜厚ｄａ１のデータをまとめることで、基板１１上のアモルファスシリコン系電池層４６の膜厚分布を計測することができる（ステップＳ２６）。ここで発光素子群３は、基板１１が光電変換層評価装置１を通過している間は連続発光し照射し、計測領域ｘｙｎの最終の計測を終了後に発光を終了させても良い。
【００７４】
以上のようにして、光電変換層の評価方法を実行することができる。それにより、アモルファスシリコン系電池層４６の膜厚分布を計測することができる。ただし、ステップＳ０２については、アモルファスシリコン系電池層４６単層の膜厚測定なので、背景技術に示した従来の膜厚分布計を用いて行っても良い。
【００７５】
図８を参照して、次に、プラズマＣＶＤ装置により、減圧雰囲気：３０〜１５００Ｐａ、基板温度１５０ｏＣ〜２００℃にて微結晶シリコン系電池層４８の微結晶シリコンｐ層膜５６、微結晶シリコンｉ層膜５７、微結晶シリコンｎ層膜５８を製膜する。（ステップＳ０５）。微結晶シリコンｐ層膜４１は、Ｂドープした微結晶Ｓｉを主とし、膜厚１０〜５０ｎｍである。微結晶シリコンｉ層膜４２は、微結晶Ｓｉを主とし、膜厚１．５〜３μｍである。微結晶シリコンｎ層膜４３は、Ｐドープした微結晶Ｓｉを主とし、膜厚２０〜５０ｎｍである。
【００７６】
ここで用いられるプラズマＣＶＤ装置は、例えば製膜装置６０である。アモルファスシリコン系電池層４６の製膜に用いた製膜装置６０でも良いし、それとは異なる製膜装置６０でも良い。いずれの場合でも、アモルファスシリコン系電池層４６を有する基板１１がコンベア９１により搬送され、ローダ６１及びロード室６４経由で、中央搬送室８２内に導入される。微結晶シリコンｐ層膜５６、微結晶シリコンｉ層膜５７及び微結晶シリコンｎ層膜５８は、例えば、それぞれ製膜室６３−１、６３−２及び６３−３で製膜される。微結晶シリコン系電池層４８を製膜された基板１１は、アンロード室６５及びアンローダ６６経由で、本発明の光電変換層評価装置１の搬送コンベア６に載せられる。また、ステップＳ２６に示したようなアモルファスシリコン系電池層４６を製膜した製膜装置のアンローダ出口付近に設けた光電変換層評価装置１の計測結果を利用できない場合には、微結晶シリコン系電池層４８を形成する前のアモルファスシリコン系電池層４６の当初膜厚を計測把握するために、ローダ６１入り口付近に更にもう１台の光電変換層評価装置１を設置しても良い。
【００７７】
本発明の光電変換層評価装置１は、基板１１上のアモルファスシリコン系電池層４６上に製膜された微結晶シリコン系電池層４８について、その膜厚分布を計測する（ステップＳ０６）。図１０は、本発明の光電変換層評価装置の第１の実施の形態の他の動作としてのステップＳ０６の詳細を示すフロー図である。
【００７８】
まず、アモルファスシリコン系電池層４６上に微結晶シリコン系電池層４８を製膜された基板１１は、搬送コンベア６上を搬送方向Ｙに搬送される。位置センサ５は、基板１１が所定位置に達したことを検出して、検知信号Ｄ０を情報処理装置９へ送信する。その後、位置センサ８−１は、基板１１が位置センサ８−１近傍の所定位置に達したことを検出して、検知信号Ｄ１を情報処理装置９へ送信する。情報処理装置９の膜評価部９ａは、位置センサ５から検知信号Ｄ０を受信し、また、位置センサ８−１から検知信号Ｄ１を受信する。そして、膜評価部９ａは、検知信号Ｄ０受信後において、まず、トリガ信号Ｔ０を受光素子群２及び発光素子群３へそれぞれ送信する。その後、検知信号Ｄ１を受信したとき、トリガ信号Ｔ１を受光素子群２へ、トリガ信号Ｔ２を発光素子群３へそれぞれ送信する（ステップＳ４１）。
【００７９】
複数の発光素子３−１〜３−ｍは、情報処理装置９からトリガ信号Ｔ０を受信すると、計測する電池層に対応した波長を有する光を、基板１１の無い状態で複数の受光素子２−１〜２−ｍへ照射する。複数の受光素子２−１〜２−ｍは、情報処理装置９からトリガ信号Ｔ０を受信すると、複数の発光素子３−１〜３−ｍから照射された光を受光する。そして、複数の受光素子２−１〜２−ｍは、受光した光の強度を情報処理装置９へ出力する。膜評価部９ａは、受光した光の強度に基づいて、記憶部に格納された照射光の光量をキャリブレーションする。ここでは、アモルファスシリコン系電池層４６及び微結晶シリコン系電池層４８の計測を行うので、この動作は、短波長の光及び長波長の光について行う。
【００８０】
複数の発光素子３−１〜３−ｍは、情報処理装置９からトリガ信号Ｔ２を受信すると、計測する電池層に対応した波長を有する光を照射光Ｌ１として、基板１１上に形成された電池層４３の計測領域ｘｙ１の計測位置Ｍ１〜Ｍｍへ照射する（ステップＳ４２）。ここでは、微結晶シリコン系電池層４８及びアモルファスシリコン系電池層４６の両方について、膜厚を測定する。したがって、複数の発光素子３−１〜３−ｍの各々としては、アモルファスシリコン系電池層４６に対しては、短波長発光素子３１として、例えば、波長４７０ｎｍの青色ＬＥＤを用いる。微結晶シリコン系電池層４８に対しては、長波長発光素子３２として、例えば、波長６６０ｎｍの赤色ＬＥＤを用いる。
【００８１】
複数の受光素子２−１〜２−ｍは、情報処理装置９からトリガ信号Ｔ１を受信すると、電池層４３の計測領域ｘｙ１の計測位置Ｍ１〜Ｍｍを透過した照射光Ｌ１の透過光Ｌ２を受光する。そして、複数の受光素子２−１〜２−ｍは、受光した透過光Ｌ２の強度ＰＳ１（ＰＳ１−１〜ＰＳ１−ｍ）を情報処理装置９へ送信する（ステップＳ４３）。複数の受光素子２−１〜２−ｍの各々としては、短波長発光素子３１からの透過光を受光する短波長受光素子３６として、波長４７０ｎｍの透過光を受光可能なフォトディテクタを用いる。長波長発光素子３２からの透過光を受光する長波長受光素子３７として、波長６６０ｎｍの透過光を受光可能なフォトディテクタを用いる。
【００８２】
膜評価部９ａは、各計測領域ｘｙ１において、短波長の光について、発光素子３−１〜３−ｍの照射光Ｌ１の強度ＩＬ１ｊ（Ｈ２）と受光素子２−１〜２−ｍでの反射光Ｌ２の強度ＩＬ２ｊ（Ｈ２）とに基づいて、記憶部のアモルファスシリコン膜の吸収係数αｓ（ａ）と（３）式を参照して、各計測位置Ｍ１〜Ｍｍについてアモルファスシリコン系の膜厚ｄａ２を計算する。そして、膜評価部９ａは、算出された各計測位置Ｍ１〜Ｍｍでのアモルファスシリコン系電池層４６の膜厚ｄａ２を記憶部に格納する。また、各計測領域ｘｙ１において、長波長の光について、発光素子３−１〜３−ｍの照射光Ｌ１の強度ＩＬ１ｊ（Ｌ）と受光素子２−１〜２−ｍでの反射光Ｌ２の強度ＩＬ２ｊ（Ｌ）とに基づいて、記憶部の微結晶シリコン膜の吸収係数αｓ（ｃ）と（３）式を参照して、各計測位置Ｍ１〜Ｍｍについて微結晶シリコン系電池層４８の膜厚ｄｃを計算する。そして、膜評価部９ａは、算出された各計測位置Ｍ１〜Ｍｍでの微結晶シリコン系電池層４８の膜厚ｄｃを記憶部に格納する（ステップＳ４４）。
【００８３】
微結晶シリコン系電池層４８の結晶化率などが基準条件より変化して膜質が低下した場合、微結晶シリコン系電池層４８の薄膜中のアモルファス成分が増加する。そのため、アモルファスシリコン系の膜厚ｄａ２が別途計測し把握しているアモルファスシリコン系電池層４６の膜厚ｄａ１よりも増加し、微結晶シリコン系電池層の膜厚ｄｃが減少する。膜厚ｄａ２−膜厚ｄａ１が微結晶シリコン系電池層４８の基準よりも増加したアモルファス成分となる。したがって、各膜厚を監視することで、そのような状況の発生を確認できる。具体的には、例えば、膜評価部９ａは、（膜厚ｄｃ／（膜厚ｄａ２−膜厚ｄａ１））の値、もしくは（膜厚ｄｃ／膜厚ｄａ２）の値が、規定の監視範囲にあるか否かを確認する。それにより、微結晶シリコン系電池層の膜質低下が発生しているか否かを評価する（ステップＳ４５）。（膜厚ｄｃ／（膜厚ｄａ２−膜厚ｄａ１））の値、もしくは（膜厚ｄｃ／膜厚ｄａ２）が低下すればアモルファス成分が増加し微結晶シリコン系電池層４８の膜質が低下していると評価できる。このように、本発明では、アモルファスシリコン系電池層４６の膜厚変動と微結晶シリコン系電池層４８の膜厚を計測することで、膜厚のみならず微結晶シリコン系電池層の膜質変動を評価、監視することができる。すなわち、微結晶シリコン系電池層４８を製膜するプラズマＣＶＤ装置の製膜状況を監視することが出来る。膜評価部９ａは、計測領域ｘｙ１の各計測位置Ｍ１〜Ｍｍについて、微結晶シリコン系電池層の膜質変動の評価結果についても記憶部に格納する。
【００８４】
なお、計測領域ｘｙ１〜ｘｙｎの各計測位置Ｍ１〜Ｍｍにおいて以下のようにすることも出来る。膜評価部９ａは、微結晶シリコン系電池層４８の膜厚ｄｃと所望の膜厚ｄｃ０（記憶部に格納）との差Δｄｃがほとんど無いこと（所定の閾値Δ１≧Δｄｃ）、及び、ステップＳ０２で求めたアモルファスシリコン系電池層４６の膜厚ｄａ１とステップＳ４４で求めた膜厚ｄａ２との差Δｄａがほとんど無いこと（所定の閾値Δ２≧Δｄａ）を確認した場合、微結晶シリコン系電池層の膜厚及び膜質は正常であると判断する。一方、膜評価部９ａは、Δ１＜Δｄｃであるが、Δ２≧Δｄａである場合、微結晶シリコン系電池層の膜質は正常であるが、膜厚に異常があると判断する。更に、Δ１＜Δｄｃであるが、Δ２＜Δｄａである場合、微結晶シリコン系電池層の膜質に異常があり、膜厚に異常があると判断する。更に簡易的に、微結晶シリコン系電池層４８の膜厚ｄｃ／膜厚ｄａ２が所定の閾値Δ３を超えるかで膜質の異常有無を判断しても良い。ここでの膜質異常とは、主として結晶転化率が低いことと同意になるとなると考えられる。
【００８５】
膜評価部９ａは、残りの計測領域ｘｙ２〜ｘｙｎについて、上記ステップＳ４１（ただし、検知信号Ｄ０受信後の動作）、ステップＳ４２、ステップＳ４３、ステップＳ４４及びステップＳ４５を実行する。膜評価部９ａは、全計測領域ｘｙ１〜ｘｙｎが終了したか否かについて、例えば、位置センサ５からの検知信号Ｄ０の受信後に受信する位置センサ（８−ｎ）からの検知信号Ｄｎを受信したことで判断する（ステップＳ４６）。記憶部に格納された全ての計測領域ｘｙ１〜ｘｙｎにおける全ての計測位置Ｍ１〜Ｍｍの膜厚ｄａ２、膜厚ｄｃ、（膜厚ｄｃ／（膜厚ｄａ２−ｄａ１））、または（膜厚ｄｃ／膜厚ｄａ２）のデータをまとめることで、基板１１上のアモルファスシリコン系電池層４６の膜厚分布、及び微結晶シリコン系電池層４８の膜厚分布と膜質分布を計測することができる（ステップＳ４７）。ここで発光素子群３は、基板１１が光電変換層評価装置１を通過している間は連続発光し照射し、計測領域ｘｙｎの最終の計測を終了後に発光を終了させても良い。
【００８６】
上記膜厚分布の計測の結果、所定の条件を満たさない場合（ステップＳ４８：Ｎｏ）、膜評価部９ａは、電池層に異常があるとしてエラー信号を出力する（ステップＳ４９）。情報処理装置９は、当該エラー信号に基づいて、その画面に警告を表示したり、警報音を発生したりして作業者へ注意を喚起する。所定の条件としては、例えば、アモルファスシリコン系電池層４６や微結晶シリコン系電池層４８の膜厚最大値、膜厚最小値、膜厚分布、結晶転化率相当の値のいずれか一つが所定の基準値を満たさない場合に例示される。
【００８７】
以上のようにして、光電変換層の評価方法を実行することができる。それにより、アモルファスシリコン系電池層４６の膜厚分布、及び微結晶シリコン系電池層４８の膜厚分布と膜質分布を計測することができる。加えて、アモルファスシリコン系電池層４６及び微結晶シリコン系電池層４８の各々の膜厚最小値、膜厚最大値、膜厚分布、結晶転化率相当の値などを監視し、基板管理ＩＤ番号（基板１１の識別用）に対応した計測結果をデータロガーに残すとともに、監視している計測値や計算値が基準値を外れるものはプラズマＣＶＤ装置へエラー通信を行い、製膜処理継続可否を判断することができる。尚、上記の計測・評価手法は、アモルファスシリコン系電池層４６と微結晶シリコン系電池層４８を積層させたタンデム型太陽電池についてであるが、アモルファスシリコン系電池層４６のない微結晶シリコン系電池層４８単層の太陽電池ならびにこの単膜についても同様に計測・評価が可能である。
【００８８】
基板１１をＸ−Ｙテーブルに設置する。そして、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を基板１１上の所定の位置に照射して、電池層４３を所定の短冊形状になるように加工する。（ステップＳ０７）。
【００８９】
スパッタリング装置により、裏面電極膜４４としてＡｇ膜及びＴｉ膜を減圧雰囲気、約１５０℃にて順次製膜する（ステップＳ０８）。裏面電極膜４４は本実施の形態では、Ａｇ膜：２００〜５００ｎｍ、Ｔｉ膜：１０〜２０ｎｍをこの順に積層する。
【００９０】
基板１１をＸ−Ｙテーブルに設置する。そして、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を基板１１上の所定の位置に照射して、裏面電極膜４４を所定の短冊形状になるように加工する（ステップＳ０９）。
【００９１】
上記各工程により、本発明の太陽電池を製造することができる。
【００９２】
従来は、微結晶シリコン系電池層の製膜完了後、電池層を製膜された基板を検査装置まで運び、断面サンプルを作成しＳＥＭ断面写真観察するなどの労力と時間のかかる手法を用いて、アモルファスシリコン系電池層上に形成された微結晶シリコン系電池層の膜厚や膜質状態を計測していた。しかし、本発明の光電変換層評価装置を用いることで、簡易な光学計測により、膜厚と膜質状態（膜質変動）を同時に監視可能となる。すなわち、本発明により、太陽電池の製造工程中に基板上の電池層の膜厚分布及び膜質を検査することが可能となる。また、積層された複数の電池層の各々について膜厚分布及び膜質を検査することが可能となる。
【００９３】
なお、受光素子２−ｊ及び発光素子３−ｊは、以下のような構成であっても良い。
図１１は、本発明の光電変換層評価装置の第１の実施の形態における一つの発光素子３−ｊとそれに対応する受光素子２−ｊの他の構成を示す概略図である。発光素子３−ｊは、短波長発光素子３１及び長波長発光素子３２を備える。短波長発光素子３１と長波長発光素子３２とは近接して配置され、基板１１上の概ね同じ計測位置へ光を照射する。ただし、短波長発光素子３１と長波長発光素子３２とを基板垂直方向から傾斜角度α１、α２＝５°〜３０°で入射させる。この傾斜角度が大き過ぎると照射光Ｌ１ａ、Ｌ１ｂは表面で反射されてしまい、小さ過ぎると短波長発光素子３１と長波長発光素子３２が位置干渉してしまう。
【００９４】
一方、受光素子２−ｊは、透過光Ｌ２ａ及び透過光Ｌ２ｂをいずれも受光可能な一つの構成とする。短波長発光素子３１及び長波長発光素子３２の発光タイミングを僅かに変えて、それに対応して受光素子２−ｊの計測タイミングをずらすことにより、受光素子２−ｊを１個とすることができる。それにより、測定位置における受光素子感度差（短波長受光素子３６と長波長受光素子３７との間の感度差）による誤差を縮小でき、信頼性を向上できる。また、受光素子並びに測定系のコストダウンにもなる。
【００９５】
また、受光素子２−ｊ及び発光素子３−ｊは、以下のような構成であっても良い。
図１２は、本発明の光電変換層評価装置の第１の実施の形態における一つの発光素子３−ｊとそれに対応する受光素子２−ｊの更に他の構成を示す概略図である。発光素子３−ｊは、白色光を発光する白色発光素子３４と、白色光から所望の短波長を透過する短波長用のフィルタＡ３５ａと、白色光から所望の長波長を透過する長波長用のフィルタＢ３５ｂとを備える。フィルタＡ３５ａとフィルタＢ３５ｂとは近接して配置され、基板１１上の概ね同じ計測位置へ光を照射する。
【００９６】
受光素子２−ｊは、短波長受光素子３６及び長波長受光素子３７を備える。短波長受光素子３６は、フィルタＡ３５ａからの照射光Ｌ１ａが基板１１の計測領域を透過した透過光Ｌ２ａを受光する。長波長受光素子３７は、フィルタＢ３５ｂからの照射光Ｌ１ｂが基板１１の計測領域を透過した透過光Ｌ２ｂを受光する。それにより、発光素子並びに測定系のコストダウンになる。
【００９７】
（第２の実施の形態）
本発明の光電変換層評価装置及び光電変換層の評価方法の第２実施の形態について説明する。
太陽電池４０において、電池層の下地には、基板１１上に透明導電膜４２が設けられている。透明導電膜４２は、短波長の光には透明だが、長波長の光には若干の吸収を示し、赤外域の光では大きく吸収を示す特性がある。このため透明導電膜の膜厚変動により長波長発光素子による微結晶シリコン系電池層の膜厚計測に誤差を生じることになる。本実施の形態では、第１の実施の形態の構成及び動作に加えて、その誤差を補正する構成及び動作が追加される。
【００９８】
本発明の光電変換層評価装置の第２の実施の形態の構成は、受光素子２−ｊ及び発光素子３−ｊの構成が第１の実施の形態と異なる。その他については、第１の実施の形態と同様である。
【００９９】
図１３は、本発明の光電変換層評価装置の第２の実施の形態における一つの発光素子３−ｊとそれに対応する受光素子２−ｊの構成を示す概略図である。発光素子３−ｊは、短波長発光素子３１及び長波長発光素子３２に加えて、赤外域発光素子３３を備える。短波長発光素子３１と長波長発光素子３２と赤外域発光素子３３とは近接して配置され、基板１１上の概ね同じ計測位置へ光を照射することが好ましい。同じ位置の発電層を評価するからである。短波長発光素子３１は、搬送コンベア６上を搬送される基板１１の計測領域に対して照射光Ｌ１ａを照射する。長波長発光素子３２は、当該基板１１の計測領域に対して照射光Ｌ１ｂを照射する。赤外域発光素子３３は、当該基板１１の計測領域に対して照射光Ｌ１ｃを照射する。
【０１００】
受光素子２−ｊは、短波長受光素子３６及び長波長受光素子３７に加えて、赤外域受光素子３８を備える。短波長受光素子３６は、照射光Ｌ１ａが基板１１の計測領域を透過した透過光Ｌ２ａを受光する。長波長受光素子３７は、照射光Ｌ１ｂが基板１１の計測領域を透過した透過光Ｌ２ｂを受光する。赤外域受光素子３８は、照射光Ｌ１ｃが基板１１の計測領域を透過した透過光Ｌ２ｃを受光する。発光素子３−ｊにおける赤外域発光素子３３で使用する波長としては、９００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下が好ましい。９００ｎｍ以下では微結晶シリコン系電池層４８での光吸収が多くなってくることと、２０００ｎｍ以上では透明電極膜４２による反射が大きくなるとともに入射した光は表面のテクスチャ構造（数１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の凹凸構造）に殆ど影響を受けることなく照射光が直進するため、実際の透明電極膜４２の影響を把握でき難いためである。赤外域発光素子３８は、波長９５０〜１０７０ｎｍの赤外ＬＥＤが例示される。短波長発光素子３１及び短波長受光素子３６、及び、長波長発光素子３２及び長波長受光素子３７については、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０１】
次に、本実施の形態における、透明導電膜４２の膜厚変動により長波長発光素子３２による微結晶シリコン系電池層４８の膜厚計測の誤差修正方法について説明する。
【０１０２】
まず、第１の実施の形態での吸収係数αｓの事前計測等（図７での説明）に加えて、事前計測として、透明導電膜４２の膜厚ｄＴ０１のとき、図７の場合と同様にして、長波長の光による吸収係数αｓ（ｃＴ０１）を求めておく。このとき、長波長の光の照射光の光量をＩ０ｒ、その透過光の光量をＩｒ１とすれば、吸収係数αｓ（ｃＴ０１）及び（３）式を用いれば、透過光量比ｌｎ（Ｉ０ｒ／Ｉｒ１）を用いて、微結晶シリコン系電池層の膜厚ｄｃＡを算出できる。このとき、赤外光の照射光の光量をＩ０ｕ、その透過光の光量をＩｕ１とすれば、赤外光の透過光量比は、ｌｎ（Ｉ０ｕ／Ｉｕ１）となる。これらの事前計測に関するデータは、情報処理装置９の記憶部に格納される。
【０１０３】
同様に、事前計測として、透明導電膜４２の膜厚ｄＴ０２のとき、図７の場合と同様にして、吸収係数αｓ（ｃＴ０２）を求めておく。このとき、長波長の光の照射光の光量をＩ０ｒ、その透過光の光量をＩｒ２とすれば、吸収係数αｓ（ｃＴ０２）及び（３）式を用いれば、透過光量比ｌｎ（Ｉ０ｒ／Ｉｒ２）を用いて、微結晶シリコン系電池層の膜厚ｄｃＢを算出できる。このとき、赤外光の照射光の光量をＩ０ｕ、その透過光の光量をＩｕ２とすれば、赤外光の透過光量比は、ｌｎ（Ｉ０ｕ／Ｉｕ２）となる。これらの事前計測に関するデータは、情報処理装置９の記憶部に格納される。
【０１０４】
これらから、透明導電膜４２の任意の膜厚ｄＴ０ｘは、透過光の光量をＩｕｘとすれば、按分推算で算出される。
すなわち、（ｌｎ（Ｉ０ｕ／Ｉｕｘ）に感度傾斜（ｄＴ０２−ｄＴ０１）／{（ｌｎ（Ｉ０ｕ／Ｉｕ２）−ｌｎ（Ｉ０ｕ／Ｉｕ１）}を乗じることで、変動後の透明導電膜４２の膜厚：ｄＴ０ｘを推定できる。
【０１０５】
微結晶シリコン系電池層の計測は、以下のようにして行う。ただし、計測時の、長波長の光の照射光の光量をＩ０ｒ、計測された透過光の光量をＩｒｘとし、赤外光の照射光の光量をＩ０ｕ、計測された透過光の光量をＩｕｘとする。この場合、計測により求められた透過光量比ｌｎ（Ｉ０ｒ／Ｉｒｘ）と上記吸収係数αｓ（ｃＴ０１）と（３）式とから算出される微結晶シリコン系電池層４８の仮の膜厚をｄｃＡｘ、透過光量比ｌｎ（Ｉ０ｒ／Ｉｒｘ）と上記吸収係数αｓ（ｃＴ０２）と（３）式とから算出される微結晶シリコン系電池層４８の仮の膜厚をｄｃＢｘとすれば、
透明導電膜４２の膜厚：ｄＴ０ｘによる微結晶シリコン系電池層４８の膜厚補正量は、
（ｄｃＢｘ−ｄｃＡｘ）／（ｄＴ０２−ｄＴ０１）×（ｄＴ０ｘ−ｄＴ０１）
正しい微結晶シリコン系電池層４８の膜厚ｄｃは、透明導電膜４２による膜厚補正量を差し引くことより、次式で算出される。
ｄｃ＝（４８）（ｄｃＢｘ−ｄｃＡｘ）／{（ｌｎ（Ｉ０ｕ／Ｉｕ２）−ｌｎ（Ｉ０ｕ／Ｉｕ１）}
×{（ｌｎ（Ｉ０ｕ／Ｉｕｘ）−ｌｎ（Ｉ０ｕ／Ｉｕ１）}      （４）
このことから、透明導電膜４２の膜厚が多少変動しても、式（４）を用いることで、透明導電膜４２の膜厚の値が不明でも、正しい微結晶シリコン系電池層４８の膜厚を求めることが出来る。
尚、上記の計測・評価手法は、アモルファスシリコン系電池層４６と微結晶シリコン系電池層４８を積層させたタンデム型太陽電池、アモルファスシリコン系電池層４６単層の太陽電池、微結晶シリコン系電池層４８単層の太陽電池、ならびにこれらの各層の単膜製膜についても同様に計測・評価が可能である。
【０１０６】
次に、太陽電池の製造方法の第２の実施の形態について説明する。図８は、本発明の太陽電池の製造方法の第２の実施の形態を示すフロー図である。この太陽電池の製造方法は、本発明の光電変換層評価装置の第２の実施の形態の動作（本発明の光電変換層の評価方法の第２の実施の形態）を含んでいる。すなわち、図４で示すタンデム型の太陽電池４０を製造しつつ、本発明の光電変換層の評価方法で電池層の評価を行う。
【０１０７】
本実施の形態では、図８で示されるフローのうちのステップＳ０６が第１の実施の形態の場合と異なる。図１０を参照して、本発明の光電変換層評価装置の第２の実施の形態の他の動作を説明する。
【０１０８】
本実施の形態のステップＳ４１〜Ｓ４３において、発光素子３−ｊの赤外域発光素子３３の動作は、光の波長が異なるほかは、短波長発光素子３１及び長波長発光素子３２と同様である。受光素子２−ｊの赤外域受光素子３８の動作は、光の波長が異なるほかは、短波長受光素子３６及び長波長受光素子３７と同様である。膜評価部９ａの動作についても、短波長発光素子３１及び長波長発光素子３２に対する動作と同様に、赤外域発光素子３３に対して動作し、短波長受光素子３６及び長波長受光素子３７に対する動作と同様に、赤外域受光素子３８対して動作する。
【０１０９】
膜評価部９ａは、各計測領域ｘｙ１において、短波長の光について、発光素子３−１〜３−ｍの照射光Ｌ１の強度ＩＬ１ｊ（Ｈ２）と受光素子２−１〜２−ｍでの反射光Ｌ２の強度ＩＬ２ｊ（Ｈ２）とに基づいて、記憶部のアモルファスシリコン膜の吸収係数αｓ（ａ）と（３）式を参照して、各計測位置Ｍ１〜Ｍｍについてアモルファスシリコン系電池層４６の膜厚ｄａ２を計算する。そして、膜評価部９ａは、算出された各計測位置Ｍ１〜Ｍｍでのアモルファスシリコン系電池層４６の膜厚ｄａ２を記憶部に格納する。
【０１１０】
また、各計測領域ｘｙ１において、長波長の光について、発光素子３−１〜３−ｍの照射光Ｌ１の強度ＩＬ１ｊ（Ｌ）と受光素子２−１〜２−ｍでの透過光Ｌ２の強度ＩＬ２ｊ（Ｌ）とに基づいて、記憶部の微結晶シリコン膜の吸収係数αｓ（ｃＴ０１）とαｓ（ｃＴ０２）と（４）式とを参照して、各計測位置Ｍ１〜Ｍｍについて微結晶シリコン系電池層４８の膜厚ｄｃを計算する。そして、膜評価部９ａは、算出された各計測位置Ｍ１〜Ｍｍでの微結晶シリコン系電池層４８の膜厚ｄｃを記憶部に格納する（ステップＳ４４）。以下のステップは、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１１１】
以上のようにして、光電変換層の評価方法及び太陽電池の製造方法を実行することができる。それにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、本実施の形態では、透明導電膜４２の膜厚変動による測定誤差を排除することが出来るので、後段のステップＳ４５における微結晶シリコン系電池層の膜質変動をより正確に監視することが可能となる。
【０１１２】
（第３の実施の形態）
本発明の光電変換層評価装置及び光電変換層の評価方法の第３実施の形態について説明する。
【０１１３】
本発明の光電変換層評価装置の第３の実施の形態の構成は、発光素子群３及び受光素子群２が、Ｘ方向（基板１１の搬送方向Ｙに略直角）に対して所定の角度θだけ傾いて配置されている点、及び、位置センサ５、位置センサ８を用いない点で、第１の実施の形態と異なる。
【０１１４】
図１４は、本発明の光電変換層評価装置の第３の実施の形態における搬送状態の基板１１と発光素子群３及び受光素子群２との位置関係を示す上面概略図である。発光素子群３（発光素子３−１〜３−５）は、Ｘ方向（基板１１の搬送方向Ｙに略直角）に対して所定の角度θだけ傾いて配置されている。受光素子群２（受光素子２−１〜２−５）は、発光素子群３に対応して、同様に、Ｘ方向に対して所定の角度θだけ傾いて配置されている。このとき、少なくとも二つの発光素子は常時、照射光を照射している。一方、それに対応する受光素子は常時、照射光を検出している。以下、発光素子３−１と発光素子３−５の例を示す。この場合、対応する受光素子は、受光素子２−１と受光素子２−５である。
【０１１５】
膜評価部９ａは、受光素子からの受光強度を監視している。そして、基板１１が搬送されてきたとき、まず、膜評価部９ａは、時刻ｔ１で受光素子２−１の受光感度が低下することで、基板１１が受光素子２−１の位置に到達したことを感知する（検知信号Ｄ０に相当）。次に、膜評価部９ａは、時刻ｔ２で受光素子２−５の受光感度が低下することで、基板１１が受光素子２−５の位置に到達したことを感知する。両感知の時間差（感知時間差）Δｔ（＝ｔ２−ｔ１）と、基板１１の移動距離Ｗとから、基板１１の搬送速度Ｖ＝Ｗ／Δｔが算出される。角度θの大きさは基板１１の搬送速度に応じて設定される。すなわち基板搬送速度が速いほどΔｔを検知可能な値とするために、角度θを大きく設定する。
【０１１６】
膜評価部９ａは、基板１１の搬送方向Ｙの長さがＵ１であれば、上記計測領域ｘｙ１〜ｘｙｎで計測するために、各発光素子３及び各受光素子２に対して、時間間隔ΔＴ＝（Ｕ１／ｎ）／Ｖ、ごとにトリガ信号Ｔ２及びＴ１を出力する。
【０１１７】
例えば、膜評価部９ａは、発光素子３−１及び受光素子２−１に対して、時刻ｔ１から所定時間（最初の計測を基板１１の端部から少しだけ基板１１側ずらすための時間）経過後に、最初のトリガ信号Ｔ２及びＴ１を出力する。以降、発光素子３−１及び受光素子２−１に対しては、時間間隔ΔＴ＝（Ｕ１／ｎ）／Ｖ、ごとにトリガ信号Ｔ２及びＴ１を出力する。発光素子３−２及び受光素子２−２に対しては、時刻ｔ１＋所定時間＋（Δｔ／５）経過後に、最初のトリガ信号Ｔ２及びＴ１を出力する。以降、発光素子３−２及び受光素子２−２に対して、時間間隔ΔＴ＝（Ｕ１／ｎ）／Ｖ、ごとにトリガ信号Ｔ２及びＴ１を出力する。発光素子３−３及び受光素子２−３に対しては、時刻ｔ１＋所定時間＋２×（Δｔ／５）経過後に、最初のトリガ信号Ｔ２及びＴ１を出力する。以降、発光素子３−３及び受光素子２−３に対して、時間間隔ΔＴ＝（Ｕ１／ｎ）／Ｖ、ごとにトリガ信号Ｔ２及びＴ１を出力する。光素子３−４及び受光素子２−４に対しては、時刻ｔ１＋所定時間＋３×（Δｔ／５）経過後に、最初のトリガ信号Ｔ２及びＴ１を出力する。以降、発光素子３−４及び受光素子２−４に対して、時間間隔ΔＴ＝（Ｕ１／ｎ）／Ｖ、ごとにトリガ信号Ｔ２及びＴ１を出力する。発光素子３−５及び受光素子２−５に対しては、時刻ｔ１＋所定時間＋４×（Δｔ／５）経過後に、最初のトリガ信号Ｔ２及びＴ１を出力する。以降、発光素子３−５及び受光素子２−５に対して、時間間隔ΔＴ＝（Ｕ１／ｎ）／Ｖ、ごとにトリガ信号Ｔ２及びＴ１を出力する。
【０１１８】
このように、横に並んだ受光素子による受光光量変化から受光素子間の時間差を検出し、それに基づいて基板移動速度を算出して、基板搬送方向での計測タイミングを自動計算することができる。すなわち、計測スケジュールを立てることが出来る。これにより、位置センサ８が不要になり、基板搬送速度が変化しても適切に自動的に計測タイミングを調整できる。
【０１１９】
本発明の光電変換層評価装置の第３の実施の形態の動作を含む、本発明の太陽電池の製造方法の第３の実施の形態については、受光素子２−１と２−２の受光感度が低下したことで基板搬送速度を算出し、位置センサ８からの検知信号Ｄ１〜Ｄｎを計測スケジュールで代用するほかは、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２０】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、位置センサ８が不要にな装置の構造が簡略化されることで、装置コストを低減できる。更に、基板搬送速度が変化しても適切に自動的に計測タイミングを調整でき、計測の容易化と計測歩留まりを向上させることが出来る。
【０１２１】
なお、上記各実施の形態の説明において示される各技術は、矛盾の発生しない限り、適宜互いに組み合わせて使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】図１は、本発明の光電変換層評価装置の実施の形態の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の光電変換層評価装置の第１の実施の形態における一つの発光素子とそれに対応する受光素子の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、基板における計測領域を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の光電変換層評価装置で評価する太陽電池の構成の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の光電変換層評価装置を適用した製膜装置を示す概略斜視図である。
【図６】図６は、アモルファスシリコン系電池層及び微結晶シリコン系電池層における光の波長に対する感度特性を示すグラフである。
【図７】図７は、透過光量比ｌｎ（ＩＬ１ｊ／ＩＬ２ｊ）と膜厚ｄとの関係を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の太陽電池の製造方法の実施の形態を示すフロー図である。
【図９】図９は、本発明の光電変換層評価装置のの実施の形態の動作としてのステップＳ０４の詳細を示すフロー図である。
【図１０】図１０は、本発明の光電変換層評価装置の実施の形態の他の動作としてのステップＳ０６の詳細を示すフロー図である。
【図１１】図１１は、本発明の光電変換層評価装置の第１の実施の形態における一つの発光素子とそれに対応する受光素子の他の構成を示す概略図である。
【図１２】図１２は、本発明の光電変換層評価装置の第１の実施の形態における一つの発光素子とそれに対応する受光素子の更に他の構成を示す概略図である。
【図１３】図１３は、本発明の光電変換層評価装置の第２の実施の形態における一つの発光素子とそれに対応する受光素子の構成を示す概略図である。
【図１４】図１４は、本発明の光電変換層評価装置の第３の実施の形態における搬送状態の基板と発光素子群及び受光素子群との位置関係を示す上面概略図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１    光電変換層評価装置
２    受光素子群
２−１〜２−ｍ    受光素子
３    発光素子群
３−１〜３−ｍ    発光素子
５    位置センサ
６    搬送コンベア
６ａ−１〜６ａ−ｑ    ローラ
８、８−１〜８−ｎ    位置センサ
９    情報処理装置
９ａ    膜評価部
１１    基板
３１    短波長発光素子
３２    長波長発光素子
３３    赤外域発光素子
３５ａ    フィルタＡ
３５ｂ    フィルタＢ
３６    短波長受光素子
３７    長波長受光素子
３８    赤外域受光素子
４０    太陽電池
４２    透明導電膜
４３    電池層
４４    裏面電極膜
４６    アモルファスシリコン系電池層
４８    微結晶シリコン系電池層
５１    アモルファスシリコンｐ層膜
５２    アモルファスシリコンｉ層膜
５３    アモルファスシリコンｎ層膜
５６    微結晶シリコンｐ層膜
５７    微結晶シリコンｉ層膜
５８    微結晶シリコンｎ層膜
６０    製膜装置
６１    ローダ
６３、６３−１〜６３−６    製膜室
６４    ロード室
６５    アンロード室
６６    アンローダ
７１    基板受渡装置
７３    ロード室扉
７７    基板受渡装置
７８    基板移動装置
７９    基板移動装置
８２、８２−１〜８２−３    中央搬送室
８４    基板導入室
９１    コンベア
【図１】
0004831818.tif 000002
【図２】
0004831818.tif 000003
【図３】
0004831818.tif 000004
【図４】
0004831818.tif 000005
【図５】
0004831818.tif 000006
【図６】
0004831818.tif 000007
【図７】
0004831818.tif 000008
【図８】
0004831818.tif 000009
【図９】
0004831818.tif 000010
【図１０】
0004831818.tif 000011
【図１１】
0004831818.tif 000012
【図１２】
0004831818.tif 000013
【図１３】
0004831818.tif 000014
【図１４】
0004831818.tif 000015