(57)【要約】【課題】  高い生産性をもって膜厚方向に膜質を制御できる太陽電池製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】  プラズマＣＶＤ法によって光電変換層を成す半導体薄膜を基板上に連続的に形成する太陽電池製造装置において、ガラス基板２を搬送するローラ２７と、ガラス基板２の搬送方向に複数配置され、ガラス基板２に対向した状態で、搬送中のガラス基板側にプラズマを発生させる複数の放電電極２９と、を備え、ガラス基板２と放電電極２９との距離を、放電電極２９ごとに変化させることを特徴とする。【選択図】      図２
2007227522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマＣＶＤ法によって光電変換層を成す半導体薄膜を基板上に連続的に形成する光電変換装置の製造装置において、
前記基板を搬送する搬送手段と、
前記基板の搬送方向に複数配置され、前記基板に対向した状態で、搬送中の該基板側にプラズマを発生させる複数の放電電極と、を備え、
各前記放電電極には、前記基板と前記放電電極との距離を変化させ得る距離変更手段が設けられていることを特徴とする光電変換装置の製造装置。
【請求項２】
前記基板と前記放電電極との距離を計測する距離計測手段を備え、
該距離計測手段の計測結果に基づいて、前記距離変更手段を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の光電変換装置の製造装置。
【請求項３】
一の前記放電電極によって形成されるプラズマに供給される材料ガス及び／又は該プラズマから排出される排出ガスが、他の前記放電電極によって形成されるプラズマに混入することを防止するガス混入防止手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換装置の製造装置。
【請求項４】
前記ガス混入防止手段は、前記放電電極の基板側先端に設けられた、プラズマへ向けて材料ガスを供給する材料ガス供給口と、プラズマ領域から排出される排出ガスを吸入するガス吸入口と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置の製造装置。
【請求項５】
プラズマＣＶＤ法によって光電変換層を成す半導体薄膜を基板上に連続的に形成する光電変換装置の製造方法において、
前記基板を搬送し、
前記基板に対向した状態で前記基板の搬送方向に複数配置された複数の放電電極によって、搬送中の該基板側にプラズマを発生させ、
前記基板と前記放電電極との距離を、前記放電電極ごとに変化させる、
ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置の製造装置および光電変換装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池（光電変換装置）の光電変換層を形成する半導体薄膜を製膜する装置として、プラズマによる化学蒸着法を用いたプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置が知られている。
このようなプラズマＣＶＤ装置としては、ｐ層，ｉ層およびｎ層ごとに設けられた複数の製膜室を備え、各製膜室にガラス基板を順次出し入れすることによりｐ層，ｉ層およびｎ層から成る光電変換層を製膜する技術が知られている。このようなＣＶＤ装置はいわゆるバッチ式と称されており、例えば１ｍ或いは２ｍを超えるガラス基板に製膜する場合には、各製膜室を基板の大きさに応じて大きくせざるを得ず、結果として装置全体が大きくなってしまうという問題がある。
これに対して、フィルム等の可撓性を有する巻取り可能な基板に対して連続的に製膜する技術が知られている（特許文献１参照）。これは、フィルムをロール状に巻いておき、順次繰り出しながら製膜を行い、製膜後にロール状に巻き取るというものである。このような方式は、ロール・ツー・ロール（Roll to Roll）方式と称されている。確かに、ロール・ツー・ロール方式は、大きな表面積を有する基板に対して適用可能であり、連続的に製膜できるので生産性は高い。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２５２４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されたロール・ツー・ロール方式は、フィルムのような可撓性を有する巻取り可能な基板に対して適用可能なものであり、ガラス基板のように剛性を有する基板に対してはそのまま採用できるものではない。
【０００５】
また、プラズマＣＶＤによる製膜法は、放電電極と基板との距離（ギャップ長）によって膜質が大きく左右される。バッチ式では、基板を設置した後にギャップ長を設定すれば、製膜中に距離が変更することはない。しかし、連続製膜では、基板が移動するため、ギャップ長が刻々変化し、所望の膜質を得ることが困難となる。
【０００６】
一方、光電変換装置の発電層となるｉ層は、膜厚方向に膜質を制御することにより、高効率化が図れることが知られている。しかし、上述の従来技術では膜厚方向に膜質を制御する知見が一切示されておらず、ましてや大表面積の基板に対して高い生産性を持って膜厚方向に膜質を制御する技術も開示されていない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、表面積の大きい基板に対しても高い生産性をもって膜厚方向に膜質を制御できる光電変換装置の製造装置および光電変換装置の製造方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の光電変換装置の製造装置および光電変換装置の製造方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる光電変換装置の製造装置は、プラズマＣＶＤ法によって光電変換層を成す半導体薄膜を基板上に連続的に形成する光電変換装置の製造装置において、
前記基板を搬送する搬送手段と、前記基板の搬送方向に複数配置され、前記基板に対向した状態で、搬送中の該基板側にプラズマを発生させる複数の放電電極と、を備え、各前記放電電極には、前記基板と前記放電電極との距離を変化させ得る距離変更手段が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
基板は、搬送手段によって搬送される。基板は、搬送中に、複数の放電電極の近傍を通過する。通過する際に、基板と放電電極との間にプラズマが形成され、基板上に光電変換層を成す半導体薄膜が化学蒸着（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）される。放電電極は基板の搬送方向に複数設けられているので、上流側の放電電極によって形成された半導体薄膜の上に、下流側の放電電極によって半導体薄膜が連続的に形成される。ｉ層のように半導体薄膜の膜厚が他のｐ層やｎ層に比べて大きい場合には、複数の放電電極によってｉ層を形成することができる。このようにして、光電変換層は連続的に基板上に形成され、大きな表面積を有する光電変換装置を製造することができる。
距離変更手段によって基板と放電電極との距離を変化させることができるので、この距離を一定に制御することができ、安定した膜質の半導体薄膜を形成することができる。
また、各放電電極に距離変更手段を設けられているので、放電電極ごとに基板との距離を異ならせることができ、これにより、半導体薄膜の膜質を膜厚方向に制御することができる。例えば、微結晶シリコン薄膜を製造する場合、基板と放電電極との距離を近付けることにより、アモルファスシリコンに対する微結晶シリコンのラマン比が大きくなり、この距離を遠ざけることにより当該ラマン比が小さくなる。ここで、アモルファスシリコンに対する微結晶シリコンのラマン比とは、アモルファスシリコン中の微結晶シリコンの結晶性を意味し、光電変換層のラマン分光測定を行った場合に、アモルファスシリコンを示すラマンシフト（ｃｍ−１）におけるラマン強度のピーク値に対する、微結晶シリコンを示すラマンシフト（ｃｍ−１）におけるラマン強度のピーク値の比である。光電変換装置の場合、励起光波長５３２ｎｍのレーザを用い、製膜後の膜面から光電変換層のラマン分光測定を行った場合のラマン比は３〜１０、好ましくは４〜８が好適であり、この範囲のラマン比を達成するように、基板と放電電極との距離を調整することが好ましい。
基板としては、典型的には、ガラス基板が挙げられる。
搬送手段としては、例えば、基板を下方から支持する複数のローラが挙げられる。これらローラは、放電電極に対して基板を介して対向配置される。
また、基板と放電電極との距離を変更することに加えて、放電電極毎に、給電する電力を異ならせても良く、あるいは、プラズマを形成する材料ガスの種類やプラズマ領域における真空度を異ならせても良い。
距離変更手段としては、例えば、基板に対して進退するように放電電極を駆動するアクチュエータや、搬送手段としてのローラを放電電極に対して進退させるアクチュエータが挙げられる。
【００１０】
さらに、本発明の光電変換装置の製造装置は、前記基板と前記放電電極との距離を計測する距離計測手段を備え、該距離計測手段の計測結果に基づいて、前記距離変更手段を制御することを特徴とする。
【００１１】
搬送中の基板に対して製膜を行うので、基板と放電電極との間の距離が変化するおそれがある。そこで、距離計測手段によって、距離を計測することにより、基板と放電電極との距離を正確にコントロールすることとした。これにより、所望の性能を備えた光電変換装置を製造することができる。
距離計測手段としては、例えば、レーザを用いた距離計測計を用いることができる。
【００１２】
さらに、本発明の光電変換装置の製造装置は、一の前記放電電極によって形成されるプラズマに供給される材料ガス及び／又は該プラズマから排出される排出ガスが、他の前記放電電極によって形成されるプラズマに混入することを防止するガス混入防止手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
ガス混入防止手段によって、各放電電極に供給される材料ガスを異ならせることができ、各放電電極によって形成されるプラズマを独立して制御することができるので、所望の性能を備えた光電変換装置を形成することができる。
材料ガスとしては、例えばシラン系ガスや水素ガスが用いられる。
ガス混入防止手段としては、放電電極間に窒素等の不活性ガスを供給するガスシールや、次の態様の発明が挙げられる。
【００１４】
さらに、本発明の光電変換装置の製造装置では、前記ガス混入防止手段は、前記放電電極の基板側先端に設けられた、プラズマへ向けて材料ガスを供給する材料ガス供給口と、プラズマ領域から排出される排出ガスを吸入するガス吸入口と、を備えていることを特徴とする。
【００１５】
材料ガス供給口から供給された材料ガスによってプラズマが形成され、プラズマから排出された材料ガスを含むガスは、プラズマ吸入口から吸入される。このように、プラズマから排出された材料ガスを含むガスがガス吸入口から吸入されるので、他の放電電極へ材料ガスや排出ガスが流れ込むことがない。
【００１６】
また、本発明の光電変換装置の製造方法は、プラズマＣＶＤ法によって光電変換層を成す半導体薄膜を基板上に連続的に形成する光電変換装置の製造方法において、前記基板を搬送し、前記基板に対向した状態で前記基板の搬送方向に複数配置された複数の放電電極によって、搬送中の該基板側にプラズマを発生させ、前記基板と前記放電電極との距離を、前記放電電極ごとに変化させることを特徴とする。
【００１７】
基板は、搬送中に、複数の放電電極の近傍を通過する。通過する際に、基板と放電電極との間にプラズマが形成され、基板上に光電変換層を成す半導体薄膜が化学蒸着（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）される。放電電極は基板の搬送方向に複数設けられているので、上流側の放電電極によって形成された半導体薄膜の上に、下流側の放電電極によって半導体薄膜が連続的に形成される。ｉ層のように半導体薄膜の膜厚が他のｐ層やｎ層に比べて大きい場合には、複数の放電電極によってｉ層を形成することができる。このようにして、光電変換層は連続的に基板上に形成され、大きな表面積を有する光電変換装置を製造することができる。
基板と放電電極との距離を変化させることにより、この距離が所定値となるように一定に制御することができ、安定した膜質の半導体薄膜を形成することができる。
また、基板と放電電極との距離を放電電極ごとに変化させることにより、放電電極ごとに異なる距離を設定して、半導体薄膜の膜質を膜厚方向に制御することができる。例えば、微結晶シリコン薄膜を製造する場合、基板と放電電極との距離を近付けることにより、アモルファスシリコンに対する微結晶シリコンのラマン比が大きくなり、この距離を遠ざけることにより当該ラマン比が小さくなる。ここで、アモルファスシリコンに対する微結晶シリコンのラマン比とは、アモルファスシリコン中の微結晶シリコンの結晶性を意味し、光電変換層のラマン分光測定を行った場合に、アモルファスシリコンを示すラマンシフト（ｃｍ−１）におけるラマン強度のピーク値に対する、微結晶シリコンを示すラマンシフト（ｃｍ−１）におけるラマン強度のピーク値の比である。光電変換装置の場合、ラマン比は２〜４が好適であり、この範囲のラマン比を達成するように、基板と放電電極との距離を調整することが好ましい。
また、基板と放電電極との距離を変更することに加えて、放電電極毎に、給電する電力を異ならせても良く、あるいは、プラズマを形成する材料ガスの種類やプラズマ領域における真空度を異ならせても良い。
基板としては、典型的には、ガラス基板が挙げられる。
【発明の効果】
【００１８】
複数の放電電極を設けて連続製膜するとともに、各放電電極と基板との距離を変化させることとしたので、表面積の大きい基板に対しても高い生産性をもって膜厚方向に膜質を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図５には、本実施形態にかかる太陽電池製造装置（光電変換装置の製造装置）によって製造される太陽電池（光電変換装置）１が示されている。
太陽電池１は、図において下方から、ガラス基板２、透明電極３、ｐ層４、ｉ層５、ｎ層６及び裏面電極７が順に積層された構造とされている。
透明電極３は、例えば、約５００〜１０００ｎｍの厚さを有するＳｎＯ２とされている。
ｐ層４は、例えば、約２０〜５０ｎｍの厚さを有するｐ型半導体とされている。
ｉ層５は、例えば、約１．２〜１．６μｍの厚さを有する微結晶シリコンとされている。
ｎ層６は、例えば、約２０〜５０ｎｍの厚さを有するｎ型半導体とされている。
これらｐ層４、ｉ層５及びｎ層６がｐｉｎ接合を形成し、光電変換層として機能する。
裏面電極７は、例えば、約２００〜５００ｎｍの厚さを有するＡｇ（銀）またはＡｌ（アルミニウム）とされている。裏面電極７としてＡｇを用いる場合には、変質防止のために表面に約１０〜３０ｎｍの厚さを有するＴｉ（チタン）を積層することが望ましい。また、ｎ層６と裏面電極７との間に約５０〜１５０ｎｍの厚さを有する第２の透明電極（ＧＺＯ）を設け、裏面電極７側からの光反射を増加させるようにしても良い。
【００２０】
上記構成の太陽電池１に対して、ガラス基板２側から太陽光８が入射すると、ｉ層５において電子と正孔の対が生成される。これら電子および正孔が、ｐ層４とｎ層６との間の電界によって、透明電極３や裏面電極７に引き寄せられる。そして、透明電極３と裏面電極７との間を所定の配線で接続することによって、電流が取り出される。
【００２１】
なお、太陽電池１としては、上述のようなｐｉｎ構造に限らず、ｎｉｐ構造でもよい。また、微結晶シリコンに代えて、アモルファスシリコンや微結晶シリコンゲルマニウムを用いてもよい。
また、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の微結晶シリコン層と、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造のアモルファスシリコン層とを積層して２層構造としたいわゆるタンデム型としてもよい。さらに、微結晶シリコン層とアモルファスシリコン層との間に、適正な電流バランスを得るためにＧＺＯ等の中間層を設けても良い。
また、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造のアモルファスシリコン層、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の微結晶シリコン層、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の別の微結晶シリコン層を積層して３層構造としたいわゆるトリプル型としてもよい。さらに、各シリコン層間に、適正な電流バランスを得るためにＧＺＯ等の中間層を設けても良い。
【００２２】
図１には、本実施形態にかかる太陽電池製造装置の要部である製膜室２０の内部が示されている。この製膜室２０内で、ｐ層４、ｉ層５、ｎ層６が製膜される。透明電極３は、製膜室２０の上流側に設けられた熱ＣＶＤ装置によって形成される。裏面電極７は、製膜室２０の下流側に設けられたマグネトロンスパッタ装置（図示せず）によって形成される。
【００２３】
製膜室２０は、図示しないチャンバー内に形成されている。このチャンバーには、図示しない真空ポンプが接続されており、製膜室２０内を真空排気できるようになっている。
製膜室２０内には、ガラス基板２を搬送方向２５へ移動させる複数のローラ（搬送手段）２７と、複数の放電電極２９とが設けられている。
【００２４】
ガラス基板２の下方には、ヒータ２３が設けられている。ヒータ２３は、板状体とされ、ガラス基板２の全面に接して全体を均一に加熱することができるようになっている。ガラス基板２は、ヒータ２３によって、約１８０〜２２０℃程度に加熱される。
各ローラ２７は、これらガラス基板２及びヒータ２３を下方から支持するように配置されている。したがって、各ローラ２７は、ガラス基板２及びヒータ２３を介して、放電電極２９に対して対向配置されている。これらローラ２７によって、ガラス基板２が製膜室２０内を所定速度で搬送される。なお、ローラ２７およびヒータ２３は、接地されている。
【００２５】
放電電極２９は、図示しない手段によって、製膜室２０を形成するチャンバー側に固定されている。但し、後述するように、放電電極２９とガラス基板２との距離を変更できるように、ガラス基板２に対して進退できるようになっている。
放電電極２９は、略直方体とされており、その長手方向がガラス基板２の搬送方向２５に直交するように設けられている。この放電電極２９は、複数設けられており、図１に示した本実施形態では、ガラス基板２の搬送方向２５に並列的に５つ設けられており、ガラス基板２の搬送方向２５に直交する方向（ガラス基板２の幅方向）に直列に２つ設けられている。なお、放電電極２９を設ける本数については適宜変更可能であり、処理するガラス基板２の大きさや、製膜する薄膜の種類および膜厚によって適宜変更される。例えば、本実施形態では、放電電極２９を搬送方向２５に５つ設けてあるが、２以上４以下であってもよく、６以上であってもよい。また、本実施形態では、放電電極２９を幅方向に２つ設けているが、長い放電電極を１つ設けても良く、また、放電電極を３つ以上設けても良い。また、隣り合う放電電極２９間の設置距離（電極間隔）についても、製造条件によって変更することができるようにしても良い。
【００２６】
ガラス基板２と放電電極２９との距離は、ガラス基板２の搬送方向２５にしたがって、順次小さくなるように設定されている。これは、順次ラマン比が増大するように膜質を膜厚方向に制御できるからである。例えば、上流側から下流側に向かって、５ｍｍ，４．５ｍｍ，４ｍｍ，３．５ｍｍ，３ｍｍといったように設定される。
【００２７】
放電電極２９には、材料ガス供給口２６から材料ガスが供給されるようになっている。供給された材料ガスは、放電電極２９内の流路を通り、放電電極２９の先端から放出される。この材料ガスによって、放電電極２９の先端とガラス基板２との間でプラズマが形成される。
また、放電電極２９とガラス基板２との間に形成されたプラズマ領域から排出される排出ガスを、放電電極２９内に形成された流路を介して、排出ガス排出口２８から排出するようになっている。
材料ガスとしては、シランガス（ＳｉＨ４）及び水素（Ｈ２）が用いられる。
なお、図示は省略されているが、放電電極２９には、プラズマ起動電源が接続されており、例えば、ＶＨＦ（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）レベルの高周波電源が接続されている。
【００２８】
本実施形態では、放電電極２９の先端（下端）と、ガラス基板２上面との距離（以下「ギャップ長」という。）が変更できるようになっている。図２には、ギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を変更する構成が示されている。なお、図２は、参考のため、放電電極２９を３本のみ示している。
同図に示されているように、各放電電極２９には、サーボモータ駆動のボールネジ等のアクチュエータ３０が接続されており、このアクチュエータ３０の駆動によって放電電極２９がガラス基板２に向けて進退されるようになっている。各アクチュエータ３０は、制御部３２に対して接続されており、この制御部３２の制御信号によって駆動されるようになっている。
【００２９】
また、各放電電極２９の先端には、レーザ距離計（距離計測手段）３４が設けられている。このレーザ距離計３４によって、各放電電極２９におけるギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が計測される。レーザ距離計３４の出力は、制御部３２に伝送される。
制御部３２では、レーザ距離計３４の出力を得て、所望のギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３となるように、各アクチュエータ３０を制御する。
【００３０】
ギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、ガラス基板２上に製膜される微結晶シリコンの膜質を決定する。つまり、ギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３によって、微結晶シリコンのラマン比が決定される。ここで、ラマン比とは、アモルファスシリコン中の微結晶シリコンの結晶性を意味し、光電変換層のラマン分光測定を行った場合に、アモルファスシリコンを示すラマンシフト（ｃｍ−１）におけるラマン強度のピーク値に対する、微結晶シリコンを示すラマンシフト（ｃｍ−１）におけるラマン強度のピーク値の比である。ラマン比としては、励起光波長５３２ｎｍのレーザを用い、製膜後の膜面から光電変換層のラマン分光測定を行った場合、３〜１０、好ましくは４〜８が好適である。
具体的には、プロセス条件（パワー密度、周波数、圧力、材料ガス希釈比等）を調整し、ギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を近付けることによって、ラマン比を大きくし、遠ざけることによってラマン比を小さくすることができる。
例えば、ｄを２〜１０ｍｍとした場合、
ｄ−１（ｍｍ）のとき、ラマン比は６、
ｄ    （ｍｍ）のとき、ラマン比は５、
ｄ＋１（ｍｍ）のとき、ラマン比は４、
といった関係が得られる。ただし、ｄ（ｍｍ）が小さくなるほど、ギャップ長変化に対するラマン比変化の感度が大きくなる。
このようなラマン比とギャップ長との傾向を予め把握しておき、ガラス基板２上に形成される膜質を制御することができる。一般に、ｉ層は、ガラス基板２側から表面側にかけて、順次ラマン比が増大することが性能上好ましいとされている。本実施形態によれば、各放電電極２９におけるギャップ長を変化させることにより、膜厚方向にラマン比が増大するｉ層を形成することができる。例えば、ガラス基板２側から表面側にかけて、ラマン比が２から４まで漸次増大するようにギャップ長を変化させることが好ましい。
また、製膜初期では、膜が結晶化しにくいので、上流側の放電電極２９のギャップ長Ｌ１を小さくして、結晶化を促進することが好ましい。
【００３１】
図３及び図４には、放電電極２９から供給された材料ガス等が、他の放電電極によって形成されたプラズマ領域に混入することを防止するガス混入防止手段が示されている。
図３は、放電電極２９の先端の部分断面図である。
図４は、放電電極２９の先端を下方から見た底面図である。
放電電極２９の先端には、複数のスリットが形成されており、材料ガス用スリット３６ａ及び排出ガス用スリット３６ｂが交互に設けられている。材料ガス用スリット３６ａおよび排出ガス用スリット３６ｂは、それぞれ、図１に示した、材料ガス供給口２６および排出ガス排出口２８に接続されている。
材料ガス用スリット３６ａの下端が材料ガス供給口とされており、ガラス基板２へ向けて材料ガスが供給される。
排出ガス用スリット３６ｂの下端が、プラズマ領域から排出される排出ガスを吸入するガス吸入口とされている。吸入される排出ガスは、反応後のガスに加えて、未反応の材料ガスも含まれる。
このように、材料ガスは、材料ガス用スリット３６ａから供給され、プラズマを形成した後、反応後のガスおよび未反応の材料ガスが排出ガス用スリット３６ｂから吸入されるようになっている。したがって、プラズマ領域に供給された材料ガスおよびプラズマ領域から排出された排出ガスが他の放電電極２９側へと流出することがない。
【００３２】
上記構成の太陽電池製造装置は、以下のように用いられる。
図示しない熱ＣＶＤ装置により、ガラス基板２上に透明電極３（図５参照）が形成される。
その後、透明電極３が形成されたガラス基板２がローラ２７により搬送され、製膜室２０へと導かれる。製膜室２０内では、ガラス基板２は一定速度で搬送され、この搬送中に、放電電極２９によって形成されたプラズマ下でＣＶＤが行われ、ｐ層４、ｉ層５、及びｎ層６が順次製膜される（いわゆる連続製膜）。
このときの製膜条件は、概略以下の通りである。
圧力        ：400Pa
周波数      ：100MHz
パワー密度    ：2〜3kW/m2
ギャップ長    ：5mm前後（放電電極２９ごとに異なる）
材料ガス希釈比：H2/ SiH4＝17〜23
ヒータ温度    ：180〜220℃
なお、上述のようにガラス基板２を一定速度で走行させる連続製膜だけでなく、製膜中はガラス基板を一時停止させて製膜を行い、製膜後、製膜領域分だけガラス基板２を移動させ、再度一時停止させて製膜を行う工程が連続する断続的な連続製膜とすることもできる。
【００３３】
ｐ層４及びｎ層６は、膜厚が薄いので、１本の放電電極２９によって製膜される。
これに対して、ｉ層５は、ｐ層４及びｎ層６に比べて膜厚が厚いので、複数の放電電極２９を用いて製膜される。つまり、上流側の第１の放電電極２９でｉ層を製膜した後に、このｉ層の上に、第２の放電電極２９によってｉ層をさらに製膜し、次いで、第３の放電電極２９によってｉ層をさらに製膜する。これを順に繰り返すことによって、所望の厚さのｉ層が形成される。
【００３４】
製膜の際には、図３及び図４に示したように、材料ガスを供給するとともにプラズマ領域から排出ガスを吸入する放電電極２９を採用しているので、各放電電極２９から供給する材料ガスの希釈比や種類を独立に制御することができる。これにより、放電電極２９を隣接した状態で複数設けても、ｐ層４、ｉ層５、及びｎ層６を連続して製膜することができる。また、放電電極２９を隣接して設けることができるので、装置をコンパクトに構成することができる。
【００３５】
ｉ層が順次製膜される際には、レーザ距離計３４によって計測されたギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が一定となるように制御される。
例えば、ガラス基板２をローラ２７によって搬送する際には、ローラ２７の撓み、熱変形や振動等によってギャップ長が変化することがある。このような変化をレーザ距離計３４によって把握し、制御部３２によってフィードバック制御を行う。これにより、ギャップ長を一定に保つことにより、膜質の安定化を図る。
また、ギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３については、予め所望の膜質を得るために決定された基準値が設定されている。例えば、ガラス基板２側から膜厚方向に向かってラマン比が増大するように、各ギャップ長を異ならせる。また、製膜初期はラマン比が小さくなる傾向にあるので、ラマン比から算出した基準値よりも小さいギャップ長を用いる。
【００３６】
このようにしてｐ層４、ｉ層５、及びｎ層６が製膜された後に、図示しないマグネトロンスパッタ装置により裏面電極が形成される。
【００３７】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
複数の放電電極２９を設け、ガラス基板２を搬送させながら連続的に製膜を行うこととしたので、大きな表面積を有するガラス基板に対しても光電変換層を形成することができる。
また、ｉ層のように半導体薄膜の膜厚が他のｐ層やｎ層に比べて大きい場合には、複数の放電電極２９によってｉ層を形成することとしたので、所望の厚さのｉ層を形成することができる。
また、放電電極ごとにギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を変化させることとしたので、膜質を膜厚方向に制御することができる。
また、アクチュエータ３０によって各放電電極２９におけるギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を独立して適宜設定できるようにしたので、任意に膜質を制御することができる。
また、レーザ距離計３４によって、距離を計測することにより、ギャップ長を正確にコントロールすることとした。これにより、所望の性能を備えた太陽電池を製造することができる。
また、図３及び図４に示したように、材料ガスを供給するとともにプラズマ領域から排出ガスを吸入する放電電極２９を採用することとしたので、各放電電極２９に供給される材料ガスの希釈率や種類を異ならせることができる。また、他の放電電極２９に材料ガスや排出ガスが流れ込むことがないので、放電電極２９ごとに独立してプラズマを制御することができる。これにより、種々の目的に対応した膜を形成することができる。
【００３８】
なお、本実施形態は、以下のように変更を加えることもできる。
放電電極毎に給電する電力を異ならせることにより、膜質を制御することとしても良い。
また、アクチュエータ３０によって放電電極２９を駆動させる構成に代えて、各ローラ２７を放電電極側に進退させる構成としても良い。
また、図３及び図４に示したような構成に代えて、放電電極間に窒素等の不活性ガスを供給してガスシールを行う構成としても良い。
また、幅の狭いシール用減圧容器を工程間に設置し、隔離（シール）を行うこととしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる太陽電池製造装置の製膜室の要部を示した斜視図である。
【図２】ギャップ長を調整する機構を示した側面図である。
【図３】放電電極の先端を示した側断面図である。
【図４】放電電極の先端の下面を示した底面図である。
【図５】太陽電池を示した断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
２  ガラス基板
４  ｐ層
５  ｉ層
６  ｎ層
２７  ローラ（搬送手段）
２９  放電電極
３０  アクチュエータ（距離変更手段）
３４  レーザ距離計（距離計測手段）
【図１】
2007227522.tif 000003
【図２】
2007227522.tif 000004
【図３】
2007227522.tif 000005
【図４】
2007227522.tif 000006
【図５】
2007227522.tif 000007