(57)【要約】【課題】透明導電膜を形成する金属を高効率に回収することが可能な太陽電池の製造方法及び太陽電池の製造装置を提供する。【解決手段】太陽電池の製造方法は、成膜トレイ３０上の平面視における中央領域に太陽電池基板１０を配置する配置工程Ｓ１０と、真空容器２５内における成膜トレイ３０の搬送方向の左右に位置する成膜トレイ３０の外周領域と透明導電膜１０２または１０３の成分粒子を発生させる材料源２１との間であって外周領域と対向する位置に、当該外周領域に向けて飛来する成分粒子が付着するシールド板２２を配置し、太陽電池基板１０が配置された成膜トレイ３０を搬送方向へ搬送させながら太陽電池基板１０上に透明導電膜１０２または１０３を成膜する成膜工程Ｓ２０とを含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池基板上に透明導電膜を成膜する太陽電池の製造方法であって、
トレイ上の平面視における中央領域に前記太陽電池基板を配置する配置工程と、
真空容器内における前記トレイの搬送方向の左右に位置する前記トレイの外周領域と前記透明導電膜の成分粒子を発生させる粒子発生源との間であって前記外周領域と対向する位置に、前記外周領域に向けて飛来する前記成分粒子が付着する第１捕獲部材を配置し、前記太陽電池基板が配置された前記トレイを前記搬送方向へ搬送させながら前記太陽電池基板上に前記透明導電膜を成膜する成膜工程とを含む
太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記成膜工程では、
前記真空容器内に複数の前記トレイが所定の時間間隔をおいて連続投入されることにより、前記真空容器内において前記複数のトレイが直列搬送され、
前記配置工程では、
前記トレイの前記搬送方向の前方端部及び後方端部の少なくとも一方に、前記成膜工程において前記搬送方向に隣り合う前記トレイの間隙に飛来する前記成分粒子が付着する第２捕獲部材を配置する
請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記成膜工程では、
前記トレイの前記搬送方向と直交する方向の幅に対する、前記粒子発生源と前記トレイとの距離の割合が０．１以上である
請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記成膜工程では、
イオンプレーティング法により、前記太陽電池基板上に前記透明導電膜を成膜する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記成膜工程では、
酸化インジウムを主成分とする前記透明導電膜を前記太陽電池基板上に成膜する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
さらに、前記配置工程の前に、
結晶シリコン基板上に非晶質シリコン膜が積層された前記太陽電池基板を準備する準備工程を含み、
前記成膜工程では、
前記非晶質シリコン膜上に前記透明導電膜を成膜する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
太陽電池基板が配置されたトレイが真空容器内を搬送されることにより前記太陽電池基板上に透明導電膜を成膜する太陽電池の製造装置であって、
前記真空容器内に配置された、前記透明導電膜の成分粒子を発生させる粒子発生源と、
平面視において、中央領域と当該中央領域を囲む外周領域とを有し、前記中央領域に前記太陽電池基板が配置されるトレイと、
前記真空容器内における前記トレイの搬送方向の左右に位置する前記外周領域と前記粒子発生源との間であって前記外周領域と対向する位置に配置され、前記外周領域へ向けて飛来する前記成分粒子が付着する捕獲部材とを備える
太陽電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の製造方法及び太陽電池の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュール及び表示パネルなどの電極材料として、酸化インジウム、酸化亜鉛及び酸化錫などの透光性導電酸化物からなる透明導電膜が採用されている。
【０００３】
特許文献１には、基材の少なくとも片面に、蒸着法やイオンプレーティング法などにより透明導電膜を形成する透明導電膜積層体の製造方法が開示されている。より具体的には、基材が装着された搬送トレイを、成膜源が設置された真空成膜室まで搬送し、基材に透明導電膜を成膜する。さらに、成膜とアニール処理とを繰り返して透明導電膜を多層化することにより、透明導電膜の均一な結晶化及び透明導電膜の内部応力の低減を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８６３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された透明導電膜積層体の製造方法では、基材が装着された搬送トレイを繰り返し使用するため、搬送トレイの表面全体に透明導電膜が付着堆積される。透明導電膜として使用される金属酸化物は、インジウムなどの希少金属または高価な金属を主成分とするため、これらの金属の回収を考慮した高効率な使用が望まれる。特に、インジウムのような希少金属を単体で回収する技術は高度であるため、できる限り希少金属を変質させないで回収することが望まれる。
【０００６】
しかしながら、上記従来技術のように、搬送トレイは何回も大気中に曝されるため、付着した金属酸化物は吸湿して変質しやすく回収が困難である。また、真空装置内において、蒸着源から飛び出した金属酸化物粒子は、搬送トレイに到達するまでに真空装置の内壁などあらゆる部位に付着するため、高効率の回収は困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、透明導電膜を形成する金属を高効率に回収することが可能な太陽電池の製造方法及び太陽電池の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る太陽電池の製造方法は、太陽電池基板上に透明導電膜を成膜する太陽電池の製造方法であって、トレイ上の平面視における中央領域に前記太陽電池基板を配置する配置工程と、真空容器内における前記トレイの搬送方向の左右に位置する前記トレイの外周領域と前記透明導電膜の成分粒子を発生させる粒子発生源との間であって前記外周領域と対向する位置に、前記外周領域に向けて飛来する前記成分粒子が付着する第１捕獲部材を配置し、前記太陽電池基板が配置された前記トレイを前記搬送方向へ搬送させながら前記太陽電池基板上に前記透明導電膜を成膜する成膜工程とを含む。
【０００９】
また、本発明に係る太陽電池の製造装置は、太陽電池基板が配置されたトレイが真空容器内を搬送されることにより前記太陽電池基板上に透明導電膜を成膜する太陽電池の製造装置であって、前記真空容器内に配置された、前記透明導電膜の成分粒子を発生させる粒子発生源と、平面視において、中央領域と当該中央領域を囲む外周領域とを有し、前記中央領域に前記太陽電池基板が配置されるトレイと、前記真空容器内における前記トレイの搬送方向の左右に位置する前記外周領域と前記粒子発生源との間であって前記外周領域と対向する位置に配置され、前記外周領域へ向けて飛来する前記成分粒子が付着する捕獲部材とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る太陽電池の製造方法によれば、トレイの外周領域に対向するように配置された第１捕獲部材により、透明導電膜を形成する金属を高効率に回収することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】実施の形態に係る太陽電池基板の積層構造を表す断面図である。
【図１Ｂ】実施の形態に係る太陽電池素子の積層構造を表す断面図である。
【図２】実施の形態に係る太陽電池の製造装置を表す三面図である。
【図３Ａ】実施の形態に係る成膜トレイの裏面外観図である。
【図３Ｂ】基板が配置された実施の形態に係る成膜トレイの裏面外観図である。
【図４】実施の形態に係る太陽電池の製造方法を説明する工程フローチャートである。
【図５】実施の形態に係る太陽電池の製造装置の成膜状態を表す三面図である。
【図６】実施の形態の変形例に係る成膜トレイの裏面外観図である。
【図７】実施の形態の変形例に係る太陽電池の製造装置の成膜状態を表す三面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本発明の実施の形態に係る太陽電池の製造方法及び太陽電池の製造装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置、接続形態及び工程などは一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１３】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
【００１４】
本明細書において、太陽電池基板の「主面」とは、その反対側の面である「裏面」に比べ、光が多く内部へ入射可能な面を意味（５０％超過〜１００％の光が主面から内部に入射する）し、「裏面」側から光が内部に全く入らない場合も含む。また、「第１の部材上に第２の部材を設ける」等の記載は、特に限定を付さない限り、第１及び第２の部材が直接接触して設けられる場合のみを意図しない。即ち、この記載は、第１及び第２の部材の間に他の部材が存在する場合を含む。また、「略＊＊」との記載は、「略同一」を例に挙げて説明すると、全く同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。
【００１５】
（実施の形態）
［１．太陽電池基板及び太陽電池素子の基本構成］
本実施の形態に係る太陽電池素子の基本構成の一例について、図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。
【００１６】
図１Ａは、実施の形態に係る太陽電池基板の積層構造を表す断面図である。また、図１Ｂは、実施の形態に係る太陽電池素子の積層構造を表す断面図である。具体的には、図１Ａに示された太陽電池基板１０は、本実施の形態に係る太陽電池の製造方法により透明導電膜が形成される前段階の基板である。また、図１Ｂに示された太陽電池素子１１は、本実施の形態に係る太陽電池の製造方法により透明導電膜が形成された後段階の太陽電池セルである。
【００１７】
図１Ａに示すように、太陽電池基板１０は、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１と、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の主面上に形成されたｉ型非晶質シリコン膜１２１と、ｉ型非晶質シリコン膜１２１上に形成されたｐ型非晶質シリコン膜１２２とを備える。太陽電池基板１０は、さらに、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の裏面に形成されたｉ型非晶質シリコン膜１２３と、ｉ型非晶質シリコン膜１２３上に形成されたｎ型非晶質シリコン膜１２４とを備える。ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１、ｉ型非晶質シリコン膜１２１及びｐ型非晶質シリコン膜１２２は、光電変換層を形成し、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１が主たる発電層となる。本実施の形態に係る太陽電池基板１０は、ｐｎ接合特性を改善するために、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１とｐ型非晶質シリコン膜１２２又はｎ型非晶質シリコン膜１２４との間に、ｉ型非晶質シリコン膜１２１または１２３を設けた構造を有している。
【００１８】
また、図１Ｂに示すように、太陽電池素子１１は、太陽電池基板１０の主面側であるｐ型非晶質シリコン膜１２２上に形成された透明導電膜１０２を備える。また、太陽電池素子１１は、さらに、太陽電池基板１０の裏面側であるｎ型非晶質シリコン膜１２４上に形成された透明導電膜１０３を備える。なお、図示していないが、透明導電膜１０２及び１０３上には、銀や銅などの金属材料で形成された複数のバスバー電極及び複数のフィンガー電極からなる集電極が形成される。
【００１９】
なお、ｐ型非晶質シリコン膜１２２がｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の裏面側に形成され、ｎ型非晶質シリコン膜１２４がｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の主面側に形成されていてもよい。
【００２０】
本実施の形態に係る太陽電池素子１１では、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の主面側の透明導電膜１０２及び裏面側の透明導電膜１０３がそれぞれ受光面となる。ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１において発生したキャリアは、光電流として主面側及び裏面側の透明導電膜１０２及び１０３に拡散し、集電極で収集される。
【００２１】
本実施の形態に係る透明導電膜１０２及び１０３は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫等の透光性導電酸化物からなる。なお、これらの透光性導電酸化物は、ドーパントを含有してもよい。例えば、透明導電膜が酸化インジウムからなる場合、ドーパントは錫、タングステン、セリウム、ジルコニウム、ハフニウム、チタン或いはニオブ等から選択される。また、例えば、透明導電膜が酸化亜鉛からなる場合、ドーパントはアルミニウム、ガリウム、インジウム、或いはボロン等から選択される。また、例えば、透明導電膜が酸化錫からなる場合、ドーパントはフッ素或いはアンチモン等から選択される。
【００２２】
なお、主面側のみから光を入射させる場合には、裏面側の透明導電膜１０３は、透明でない金属電極であってもよい。また、裏面側の集電極としては、複数のバスバー電極及び複数のフィンガー電極からなる集電極の代わりに、透明導電膜１０３上の全面に形成された金属電極を用いてもよい。
【００２３】
［２．製造装置の構成］
図２は、実施の形態に係る太陽電池の製造装置を表す三面図である。具体的には、図２の（ｂ）が製造装置２０の正面図であり、図２の（ａ）が製造装置２０の平面図であり、図２の（ｃ）が製造装置２０の側面図である。本実施の形態に係る製造装置２０は、イオンプレーティング法を用いた成膜装置である。
【００２４】
製造装置２０は、真空容器２５内に、材料源２１と、シールド板２２と、Ａｒガン２３と、搬送ローラ２４とを備える。図２には図示していないが、太陽電池基板１０が配置された成膜トレイが、図２の（ｂ）の真空容器２５の左側から右側に向け、搬送ローラ２４の上を移動する。また、搬送方向は右側から左側に向け、移動する場合もある。
【００２５】
真空容器２５は、排気口（図示せず）から真空ポンプ（図示せず）により排気され、所定の真空度に維持される。また、真空容器２５には、Ａｒガスなどの雰囲気ガスが供給される。Ａｒガスの供給は、マスフローコントローラ（図示せず）によって制御される。また、真空容器２５の外壁周囲には、冷却手段（図示せず）が備えられ、真空容器２５の外壁温度は、例えば５０℃程度になるように調整される。
【００２６】
材料源２１は、真空容器２５内の下方であって搬送される成膜トレイに対向して配置され、例えば、坩堝内に透明導電膜１０２及び１０３の原料である酸化インジウムなどが収容されている。材料源２１は、透明導電膜１０２及び１０３の粒子を発生させる粒子発生源である。
【００２７】
Ａｒガン２３は、真空容器２５内にＡｒイオンビームを出射する。Ａｒガン２３から出射したＡｒイオンビームは、真空容器２５内に印加される磁場により進路を曲げられ、材料源２１が収容された坩堝内へと入射する。坩堝内へと入射したＡｒイオンビームのエネルギーにより、材料源２１が昇華または蒸発する。昇華または蒸発した材料源２１の成分粒子が、搬送ローラ２４上を移動する太陽電池基板１０上に付着し、透明導電膜１０２または１０３が成膜される。
【００２８】
なお、本実施の形態に係る製造装置２０の真空容器２５内には、２組の材料源２１及びＡｒガン２３が配置されている。材料源２１及びＡｒガン２３の配置数は、被成膜物である太陽電池基板１０の面積、または、太陽電池基板１０上に形成される透明導電膜１０２及び１０３の均一性、などの要求性能に依存する。
【００２９】
シールド板２２は、真空容器２５内において、成膜トレイの搬送方向左右の外周領域と材料源２１との間であって成膜トレイの外周領域と対向する位置に配置されている。シールド板２２は、上記外周領域に向けて飛来する材料源２１が付着する第１捕獲部材であり、真空容器２５から着脱可能となっている。シールド板２２は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）で形成される。これにより、シールド板２２を定期的に真空容器２５から取り外し、付着した透明導電膜の金属成分を容易に回収することが可能となる。
【００３０】
ここで、太陽電池基板１０を搬送する成膜トレイの構成について説明する。
【００３１】
図３Ａは、実施の形態に係る成膜トレイの裏面外観図である。図３Ａの左側には、成膜トレイ３０の裏面側からの平面図が示されており、図３Ａの右側には、成膜トレイ３０の裏面（図３Ｂのｚ軸正方向）側からの斜視図が示されている。なお、本実施の形態では、成膜トレイ３０の２つの主面のうち、太陽電池基板１０が配置される面であって、材料源２１と対向しない面を裏面と定義している。成膜トレイ３０は、平面視において、行列状に配置された複数の開口部３０Ａが設けられた中央領域と、複数の開口部３０Ａが設けられていない外周領域とを有し、太陽電池基板１０を真空容器２５内で搬送するトレイである。また、成膜トレイ３０の裏面には、複数のピン３３が配置されている。
【００３２】
図３Ｂは、太陽電池基板１０が配置された成膜トレイの裏面外観図である。図３Ｂの右側に示すように、１枚の太陽電池基板１０は、８本のピン３３と１つの開口部とで固定される。そして、複数の太陽電池基板１０が固定配置された成膜トレイ３０の表面（図３Ｂのｚ軸負方向）が真空容器２５内の材料源２１と対向し、成膜トレイ３０が真空容器２５内をｙ軸方向に移動する。
【００３３】
ここで、製造装置２０により量産される太陽電池素子１１の膜質及び膜厚の均一性を確保するという観点から、１枚の成膜トレイ３０に配置される複数の太陽電池基板１０は、成膜トレイ３０の中央領域に配置されることが要求される。これは、材料源２１に正対し当該材料源２１との距離が短い成膜トレイ３０の中央領域と、材料源２１との距離が長い外周領域とで、膜質及び膜厚に不均一が生じることを抑制するためである。
【００３４】
また、透明導電膜１０２及び１０３の成膜時において、材料源２１から出射した成分粒子が、成膜トレイ３０の側方から裏面側に回り込み、当該裏面側の外周領域に付着することが想定される。この成膜トレイ３０の回り込みによる成分粒子が、太陽電池基板１０へ不要に付着することを回避するために、成膜トレイ３０の外周領域には、太陽電池基板１０を配置しないことが好ましい。
【００３５】
本実施の形態に係る成膜トレイ３０の寸法は、例えば、縦（ｙ軸方向）１４００ｍｍ、横（ｘ軸方向）１０００ｍｍ、厚み（ｚ軸方向）５０ｍｍである。また、太陽電池基板１０の寸法は、例えば、縦（ｙ軸方向）１２５ｍｍ、横（ｘ軸方向）１２５ｍｍ、厚み（ｚ軸方向）２００μｍである。これより、開口部３０Ａの寸法は、縦（ｙ軸方向）１２４ｍｍ、横（ｘ軸方向）１２４ｍｍである。
【００３６】
また、本実施の形態に係る製造装置２０において、搬送ローラ２４の上端と材料源２１の上端との距離は、例えば、５００ｍｍである。
【００３７】
なお、本実施の形態では、成膜トレイ３０は、中央領域に複数の開口部３０Ａを有し、太陽電池基板１０は複数のピン３３により固定されているが、成膜トレイ３０の形態及び太陽電池基板１０の配置方法はこれに限られない。例えば、成膜トレイの開口部は、トレイ裏面から表面へ貫通していなくてもよく、また、開口部を有さない構成であってもよい。ただし、これらの形態の場合には、太陽電池基板１０は材料源２１と対向するトレイの表面側に配置され、太陽電池基板１０が成膜トレイから脱落しないような固定手段を設ける必要がある。
【００３８】
［３．太陽電池の製造方法］
次に、上述した製造装置２０を用いた太陽電池素子１１の製造方法について説明する。
【００３９】
図４は、実施の形態に係る太陽電池の製造方法を説明する工程フローチャートである。
【００４０】
まず、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、中央領域に開口部３０Ａが設けられた成膜トレイ３０に、開口部３０Ａを覆うように太陽電池基板１０を配置する（Ｓ１０）。より具体的には、成膜トレイ３０（図３Ｂにおけるｚ軸負方向）に、太陽電池基板１０の透明導電膜を成膜する面を向けるように、太陽電池基板１０を成膜トレイ３０に配置する。
【００４１】
次に、成膜トレイ３０表面の外周領域とシールド板２２とを対向させた状態で成膜トレイ３０を真空容器２５内で搬送させながら、成膜トレイ３０に配置された太陽電池基板１０上に透明導電膜１０２または１０３を成膜する（Ｓ２０）。
【００４２】
図５は、実施の形態に係る太陽電池の製造装置の成膜状態を表す三面図である。つまり、図５は、図２で示した製造装置２０が、搬送中の太陽電池基板１０上に透明導電膜１０２または１０３を成膜している状態を表している。
【００４３】
図５の（ｂ）に示すように、Ａｒガン２３から出射したＡｒイオンビームが材料源２１に入射することにより、透明導電膜１０２または１０３の成分粒子が真空容器２５内の上方へと出射している。また、複数の太陽電池基板１０を配置した成膜トレイ３０が、搬送ローラ２４上を図中矢印方向（左から右）へと移動している。また、図５の（ｃ）に示すように、真空容器２５内において、成膜トレイ３０の搬送方向の左右に位置する外周領域と材料源２１との間であって当該外周領域と対向する位置に、シールド板２２が配置されている。また、シールド板２２は、図５の（ａ）に示すように、真空容器２５における成膜トレイ３０の搬送入口から搬送出口にわたって、着脱可能に配置されている。そして、成膜トレイ３０を搬送方向へ搬送させながら太陽電池基板１０上に透明導電膜１０２または１０３が成膜される。このとき、図５の（ｃ）に示すように、本実施の形態に係るシールド板２２の配置によれば、太陽電池基板１０上への透明導電膜１０２及び１０３の成分粒子は成膜トレイ３０表面の外周領域に付着せず、シールド板２２に付着する。よって、シールド板２２を定期的に真空容器２５から取り外し、付着した透明導電膜１０２及び１０３の金属成分を高効率に回収することが可能となる。
【００４４】
また、透明導電膜が酸化インジウムを主成分とするものである場合、インジウムは希少金属であるため、製造コストの低減化のためには、使用された透明導電膜の回収効率の向上は非常に重要である。よって、特に、透明導電膜が酸化インジウム系の材料からなる場合に、本実施の形態に係る太陽電池の製造方法を採用する効果は大きい。
【００４５】
なお、成膜トレイ３０の搬送方向と直交する方向の幅ｗに対する、材料源２１と成膜トレイ３０との距離ｈの割合（ｈ／ｗ）が大きいほど、太陽電池基板１０上に成膜される透明導電膜１０２または１０３の膜厚は均一になるが、成膜トレイ３０の中央領域に対して外周領域の方向に飛来する透明導電膜の相対量は増加する。この観点から、上記割合（ｈ／ｗ）が大きいほどシールド板２２を配置する効果は大きく、上記割合（ｈ／ｗ）は０．１以上であることが好ましい。これにより、透明導電膜１０２または１０３の膜厚を均一化しつつ、シールド板２２に付着した透明導電膜１０２及び１０３の金属成分をより高効率に回収することが可能となる。
【００４６】
これに対して、上記割合（ｈ／ｗ）が０．１未満であるような構成では、材料源２１から放出された成分粒子は、対向する太陽電池基板１０のうち当該成分粒子の略直上の領域に付着するため、外周領域に付着する透明導電膜の相対量は減少する。しかし、太陽電池基板１０上に成膜される透明導電膜１０２または１０３の膜厚が不均一になる可能性がある。透明導電膜１０２または１０３の膜厚を均一にするために上記割合（ｈ／ｗ）を０．１以上とした場合であっても、太陽電池の製造に寄与しない透明導電膜１０２及び１０３の金属成分を高効率に回収することが可能となる。
【００４７】
なお、本実施の形態に係る太陽電池の製造方法に用いられる成膜方法は、上述したイオンプレーティング法に限定されず、例えば、電子ビーム式、抵抗加熱式、高周波誘導式及びレーザー式などの真空蒸着法であってもよい。
【００４８】
［４．太陽電池の製造方法の変形例］
なお、上記実施の形態では、シールド板２２を配置することで、成膜トレイ３０表面上の搬送方向左右の外周領域へ向かう成分粒子がシールド板２２に付着する。これに対して、本変形例に係る太陽電池の製造方法では、直列搬送される複数の成膜トレイ３０の隣り合う成膜トレイ３０の間に飛来する成分粒子を付着させるものである。
【００４９】
本変形例に係る成膜工程（上記ステップＳ２０に相当）では、真空容器２５内に複数の成膜トレイ３０が所定の時間間隔をおいて連続投入される。これにより、真空容器２５内において、複数の成膜トレイ３０が直列搬送される。
【００５０】
このとき、例えば、成膜トレイ３０の位置を認識するため、隣り合う成膜トレイ３０同士の間には、所定の間隙が存在する。これに対して、成膜トレイ３０が連続搬送されている間、Ａｒイオンビームは出射され続け、材料源２１から成分粒子は放出され続けている。従って、上記所定の空隙にも、成膜トレイ３０の表面上に飛来する成分粒子と同密度の成分粒子が飛来する。
【００５１】
本変形例に係る太陽電池の製造方法では、上記所定の空隙に飛来する成分粒子を、真空容器２５の内壁等のような金属の回収困難な部位に付着させずに、高効率に回収することが可能となる。
【００５２】
図６は、実施の形態の変形例に係る成膜トレイの裏面外観図である。同図に示すように、成膜工程前の成膜トレイ３０に太陽電池基板１０を配置する工程において、成膜トレイ３０の搬送方向の前方端部及び後方端部の少なくとも一方であって、成膜トレイ３０の裏面側から、シールド板３４を配置する。シールド板に３４は、成膜工程において搬送方向に隣り合う成膜トレイ３０の間隙に飛来する成分粒子が付着する、成膜トレイ３０に着脱可能な第２捕獲部材である。
【００５３】
シールド板３４及び複数の太陽電池基板１０が配置された成膜トレイ３０を、真空容器２５内で直列搬送させながら透明導電膜１０２または１０３を成膜する。これにより、上記所定の空隙に飛来する成分粒子が、成膜トレイ３０に着脱可能なシールド板３４に付着するので、透明導電膜の金属成分を高効率に回収することが可能となる。
【００５４】
［５．効果など］
本実施の形態に係る太陽電池の製造方法は、成膜トレイ３０上の平面視における中央領域に太陽電池基板１０を配置する配置工程Ｓ１０と、真空容器２５内における成膜トレイ３０の搬送方向の左右に位置する成膜トレイ３０の外周領域と透明導電膜１０２または１０３の成分粒子を発生させる材料源２１との間であって上記外周領域と対向する位置に、当該外周領域に向けて飛来する成分粒子が付着するシールド板２２を配置し、太陽電池基板１０が配置された成膜トレイ３０を搬送方向へ搬送させながら太陽電池基板１０上に透明導電膜１０２または１０３を成膜する成膜工程Ｓ２０とを含む。
【００５５】
従来の太陽電池の製造方法では、基材が装着された成膜トレイを繰り返し使用するため、成膜トレイの表面全体に透明導電膜が付着堆積される。透明導電膜として使用される金属酸化物は、インジウムなどの希少金属または高価な金属を主成分とするため、これらの金属の回収を考慮した高効率な使用が望まれる。特に、インジウムのような希少金属を単体で回収する技術は高度であるため、できる限り希少金属を変質させないで回収することが望まれる。しかしながら、上記従来技術のように、成膜トレイは何回も大気中に曝されるため、付着した金属酸化物は吸湿して変質しやすく回収が困難である。また、真空装置内において、蒸着源から飛び出した金属酸化物粒子は、成膜トレイに到達するまでに真空装置の内壁などあらゆる部位に付着するため、高効率の回収は困難である。
【００５６】
これに対して、本実施の形態に係る上記太陽電池の製造方法によれば、成膜トレイ３０の搬送方向左右の外周領域と材料源２１との間であって当該外周領域と対向する位置に、シールド板２２が配置されている。そして、成膜トレイ３０を搬送方向へ搬送させながら太陽電池基板１０上に透明導電膜１０２または１０３が成膜される。これによれば、透明導電膜１０２及び１０３の成分粒子は成膜トレイ３０表面の外周領域に付着せず、シールド板２２に付着する。よって、シールド板２２を定期的に真空容器２５から取り外すことで、付着した透明導電膜１０２及び１０３の金属成分を高効率に回収することが可能となる。
【００５７】
また、成膜工程Ｓ２０では、真空容器２５内に複数の成膜トレイ３０が所定の時間間隔をおいて連続投入されることにより、真空容器２５内において複数の成膜トレイ３０が直列搬送され、配置工程Ｓ１０では、成膜トレイ３０の搬送方向の前方端部及び後方端部の少なくとも一方に、成膜工程Ｓ２０において搬送方向に隣り合う成膜トレイ３０の間隙に飛来する成分粒子を付着させるシールド板３４を配置してもよい。
【００５８】
これにより、上記空隙に飛来する成分粒子が、成膜トレイ３０に着脱可能なシールド板３４に付着するので、透明導電膜の金属成分を高効率に回収することが可能となる。
【００５９】
また、成膜工程Ｓ２０では、成膜トレイ３０の搬送方向と直交する方向の幅ｗに対する、材料源２１と成膜トレイ３０との距離ｈの割合（ｈ／ｗ）が０．１以上であってもよい。
【００６０】
材料源２１から放出される成分粒子は、拡散しながら上方へ放射状に出射されるため、上記割合（ｈ／ｗ）が大きいほど、太陽電池基板１０上に成膜される透明導電膜１０２または１０３の膜厚は均一になるが、成膜トレイ３０の中央領域に対して外周領域の方向に飛来する透明導電膜の相対量は増加する。この観点から、上記割合（ｈ／ｗ）を０．１以上とすることにより、透明導電膜１０２または１０３の膜厚を均一化しつつ、シールド板２２に付着した透明導電膜１０２及び１０３の金属成分をより高効率に回収することが可能となる。
【００６１】
また、成膜工程Ｓ２０では、イオンプレーティング法により、太陽電池基板１０上に透明導電膜１０２または１０３を成膜してもよい。
【００６２】
また、成膜工程Ｓ２０では、酸化インジウムを主成分とする透明導電膜１０２または１０３を太陽電池基板１０上に成膜してもよい。
【００６３】
透明導電膜１０２または１０３が酸化インジウムを主成分とするものである場合、インジウムは希少金属であるため、使用された透明導電膜の回収効率の向上は、製造コストの低減化には非常に重要である。よって、特に、透明導電膜１０２または１０３が酸化インジウム系の材料からなる場合に、本実施の形態に係る太陽電池の製造方法を採用する効果は大きい。
【００６４】
また、さらに、配置工程Ｓ１０の前に、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１上にｉ型非晶質シリコン膜１２１及びｐ型非晶質シリコン膜１２２が積層された太陽電池基板１０を準備する準備工程を含み、成膜工程Ｓ２０では、ｐ型非晶質シリコン膜１２２上に透明導電膜１０２を成膜してもよい。
【００６５】
これにより、ｐｎ接合特性が改善された高光電変換効率を有する太陽電池素子１１を量産することが可能となる。
【００６６】
また、本実施の形態に係る太陽電池の製造装置は、真空容器２５内に配置された、透明導電膜１０２または１０３の成分粒子を発生させる材料源２１と、平面視において中央領域と当該中央領域を囲む外周領域とを有し上記中央領域に太陽電池基板１０が配置される成膜トレイ３０と、真空容器２５内において、成膜トレイ３０の搬送方向の左右に位置する外周領域と材料源２１との間であって外周領域と対向する位置に配置され、当該外周領域へ向けて飛来する成分粒子が付着するシールド板２２とを備える。
【００６７】
これにより、シールド板２２を定期的に真空容器２５から取り外し、付着した透明導電膜１０２または１０３の金属成分を容易に回収することが可能となる。
【００６８】
（その他）
以上、本発明に係る太陽電池の製造方法及び太陽電池の製造装置について、上記実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。
【００６９】
例えば、太陽電池基板１０は、光起電力を発生する機能を有するものであればよく、実施の形態で例示した積層構造に限定されない。
【００７０】
その他、上記実施の形態及びその変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態及びその変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１０    太陽電池基板
１１    太陽電池素子（太陽電池）
２０    製造装置
２１    材料源（粒子発生源）
２２    シールド板（第１捕獲部材）
２５    真空容器
３０    成膜トレイ（トレイ）
３４    シールド板（第２捕獲部材）
１０１    ｎ型単結晶シリコンウエハ（結晶シリコン基板）
１０２、１０３    透明導電膜
１２１    ｉ型非晶質シリコン膜（非晶質シリコン膜）
１２２    ｐ型非晶質シリコン膜（非晶質シリコン膜）
１２３    ｉ型非晶質シリコン膜（非晶質シリコン膜）
１２４    ｎ型非晶質シリコン膜（非晶質シリコン膜）
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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