(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、
前記真空槽内に配置された平板型ヒーターと、
前記真空槽内の同じ前記平板型ヒーターの片面側に位置し、同じ前記平板型ヒーターと面する位置が開放された複数の反応室と、
前記各反応室内に配置され、前記平板型ヒーターと平行にされた平板型カソード電極と、
前記平板型カソード電極に高周波電圧を印加する電源装置と、
可撓性フィルムを、前記平板型カソード電極と前記平板型ヒーターとの間を、前記平板型カソード電極とは非接触で走行させる走行装置と、
前記各平板型カソード電極に形成され、アモルファスシリコンの原料ガスを前記反応室に導入する細孔と、
前記反応室の間に配置され、前記反応室が対面する前記平板型ヒーターの面に向けられた面にスリットを有するバッファー室と、
前記バッファー室に接続された真空排気装置とを有するプラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記平板型カソード電極と前記平板型ヒーターとは鉛直にされ、前記可撓性フィルムは鉛直状態で走行できるように構成されたことを特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
ロール状に巻かれた未処理の可撓性フィルムを装着する仕込室と、処理済みの可撓性フィルムをロール状に巻き取る取出室とを有し、前記可撓性フィルムが、前記仕込室から前記取出室に向けて、前記真空槽を通って走行できるように構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記各平板型カソード電極は互いに独立に電圧を印加できるようにされ、
前記可撓性フィルムは平板型ヒーターと各平板型カソード電極との間を、大気に曝されないで順次走行できるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】
請求項４記載のプラズマＣＶＤ装置であって、前記複数の平板型カソード電極のうち少なくとも１つ以上の平板型カソード電極が真性のアモルファスシリコン薄膜の形成に用いられる場合、カソード電極の前記可撓性フィルム走行方向の長さが合計で５００ｍｍ以上にされたことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５のいずれか１項記載のプラズマＣＶＤ装置であって、前記平板型ヒーターの反対側の面にも前記平板型カソード電極とは別の平板型カソード電極が配置され、該平板型ヒーターの一方の面と他方の面とで異なる可撓性フィルムが走行できるように構成されたことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項７】
前記平板型ヒーター表面の前記平板型カソード電極と対向する位置には、前記可撓性フィルムと接触しないようにアノード電極が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載のプラズマＣＶＤ装置を用い、前記可撓性フィルム表面にアモルファスシリコンを形成するアモルファスシリコン製造方法であって、
前記アモルファスシリコンの成長中は前記可撓性フィルムを静止させるアモルファスシリコン製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマＣＶＤの技術分野にかかり、特に、可撓性フィルム上に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光エネルギーを直接電気に変換する素子として、半導体の光起電力を利用した太陽電池と呼ばれる発電体が広く使用されている。太陽電池の種類には、結晶系半導体を用いたものや、化合物半導体を用いたもの等、その構成材料によって分類できるが、それらのうち、非晶質系のアモルファスシリコン太陽電池が安価であることから、電卓、腕時計等の民生機器向けの電源として広く使用されるに到っている。
【０００３】
太陽電池の用途は、民生機器用以外にも多数あるが、アモルファスシリコン太陽電池の変換効率は単結晶シリコン等の結晶系太陽電池に比べて低いため、例えば僻地や離島で必要とされる電力供給に使用するためには、一層の大面積化が求められている。
【０００４】
そこでアモルファスシリコン太陽電池の価格の優位性を維持しながらその要求に応えるため、近年ではガラス基板に替え、面積の大きい可撓性フィルム上に太陽電池を形成する技術が注目されている。図３の符号１０２に、そのために用いられる従来技術のプラズマＣＶＤ装置を示す。
【０００５】
そのプラズマＣＶＤ装置１０２は、真空槽１０５と、仕込室１１８と、取出室１１９とを有しており、真空槽１０５内には、円筒形のキャン１０３と、反応室１２０1〜１２０3と、引き出し側の回転ローラー１１２1、１１２2と、巻取り側の回転ローラー１１４1、１１４2とが設けられている。このプラズマＣＶＤ装置１０２では、仕込室１１８内にロール状に巻かれた可撓性フィルム１１１を装着し、その先端を引き出してキャン１０３に巻回しながら各回転ローラー１１２1〜１１２4に掛け渡し、取出室１１９内で巻き取れるように構成されており、キャン１０３に密着された可撓性フィルム１０７は、反応室１２０1〜１２０3内に配置された平板型カソード電極１０６1〜１０６3と対向するように構成されている。
【０００６】
アモルファスシリコン太陽電池を製造する際には、キャン１０３を回転させ、可撓性フィルム１０７を取出室１１９方向に走行させながらキャン１０３をアノード電極として各平板型カソード電極１０６1〜１０６3に高周波電圧を印加し、各反応室１２０1〜１２０3内に導入した原料ガスのプラズマを発生させ、各反応室１２０1〜１２０3内で、可撓性フィルム１０７上に、ｐ層(ボロンドープ ａ−Ｓｉ；Ｈ)膜、ｉ層(真性 ａ−Ｓｉ；Ｈ)膜、ｎ層(リンドープ ａ−Ｓｉ；Ｈ)膜を一層ずつ順番に形成し、ｐｉｎ層から成るアモルファス太陽電池を連続的に製造する。
【０００７】
一般に、太陽電池の基材は光透過率の高い透明材料でなければならないため、可撓性フィルムを基材とする場合でも、光透過率が高いことが求められる。上述のプラズマＣＶＤ装置１０２では、回転ローラー１１２1〜１１２4とキャン１０３の回転により、可撓性フィルム１０７は無摺動で走行できるので、裏面が擦すられず、傷がつかない状態でａ−Ｓｉ；Ｈ膜を形成することが可能となっている。
【０００８】
しかしながらアノード電極となるキャン１０３は曲面であるため、平板型カソード電極１０６1〜１０６3と平行にはならず、各平板型カソード電極１０６1〜１０６3の中央付近では両端に比べて電極間距離が小さくなり、電極間距離に差が生じている。このような電極間距離の差は可撓性フィルム１０７上のプラズマ分布を不均一なものとし、形成されるａ−Ｓｉ；Ｈ膜の膜厚分布を悪化させてしまう。
【０００９】
キャン１０３を大径にすれば電極間距離の差は小さくなるが、プラズマＣＶＤ装置を使用してａ−Ｓｉ；Ｈ膜を形成しようとする場合、膜厚バラツキは±１０％以下にすることが通常求められているため、その範囲に納めようとする場合には、電極間距離の差を１ｍｍ程度以内にしなければならない。
【００１０】
ところで、このようなキャン１０３と平板型カソード電極１０６1〜１０６3との間に生じる電極間距離の差は、キャン１０３の直径と平板型カソード電極１０６1〜１０６3の長さによっても異なる。例えば直径２ｍのキャン１０３では、下記表のような電極間距離差となる。
【００１１】
【表１】
0004332226.tif 000002
【００１２】
この表１の結果から、キャン１０３の直径が２ｍの場合には、１個の平板型カソード電極の長さは１００ｍｍ程度が上限値となることが分かる。
【００１３】
上述のような長さ１００ｍｍの平板型カソード電極１０６1〜１０６3は、キャン１０３周囲に４００ｍｍピッチで配置できるので、合計１０個の平板型カソード電極を使用することができる。従って、ｐ層／ｉ層／ｎ層のａ−Ｓｉ；Ｈ膜を膜を４００Å／４０００Å／４００Åの厚みに形成するものとすると、平板型カソード電極をｐ層形成のために１個、ｉ層のために８個、ｎ層のために１個を割り当てられる。
【００１４】
プラズマＣＶＤ装置を使用してアモルファス太陽電池を製造する場合には、ａ−Ｓｉ；Ｈ膜の成膜速度が２００Å／分を超えるとｐｉｎ膜の変換効率が悪化し、製造される太陽電池の性能が低下してしまうという問題があるため、８個の平板型カソード電極で４０００Åのｉ層を形成しようとすると、成膜レートを上限値の２００Å／分にした場合でも走行速度は１００ｍｍ／分が最大値となり、可撓性フィルムの幅が１０００ｍｍの場合、年間最大生産量は３．９×１０8ｃｍ2となる。アモルファスシリコン太陽電池の変換効率を１０％とすると、年間の発電可能量は３．９ＭＷとなる。
【００１５】
しかしながら、合計１０個の平板型カソード電極を直径２ｍのキャンの周囲に精度良く配置することは困難であり、装置も高価になる。また、このようなプラズマＣＶＤ装置１０２で生産性を向上させたい場合には、キャンを更に大径にし、更に多数の平板型カソード電極を配置しなければならないが、現実性がない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、従来技術のように、平行平板型電極間に剛性のある基板を挿入し、原料ガスプラズマを発生させて薄膜を形成していたプラズマＣＶＤ装置にかえ、平行平板型電極間に可撓性フィルムを走行させ、その表面に均一な膜厚分布を有する薄膜を形成できるプラズマＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、可撓性フィルムに傷をつけないで薄膜を形成できるプラズマＣＶＤ装置を提供することにある。
【００１８】
更に、他の目的は、可撓性フィルム上にアモルファス太陽電池を形成するのに適したプラズマＣＶＤ装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、真空槽と、前記真空槽内に配置された平板型ヒーターと、前記真空槽内の同じ前記平板型ヒーターの片面側に位置し、同じ前記平板型ヒーターと面する位置が開放された複数の反応室と、前記各反応室内に配置され、前記平板型ヒーターと平行にされた平板型カソード電極と、前記平板型カソード電極に高周波電圧を印加する電源装置と、可撓性フィルムを、前記平板型カソード電極と前記平板型ヒーターとの間を、前記平板型カソード電極とは非接触で走行させる走行装置と、前記各平板型カソード電極に形成され、アモルファスシリコンの原料ガスを前記反応室に導入する細孔と、前記反応室の間に配置され、前記反応室が対面する前記平板型ヒーターの面に向けられた面にスリットを有するバッファー室と、前記バッファー室に接続された真空排気装置とを有するプラズマＣＶＤ装置である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のプラズマＣＶＤ装置であって、前記平板型カソード電極と前記平板型ヒーターとは鉛直にされ、前記可撓性フィルムは鉛直状態で走行できるように構成されたことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置である。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のプラズマＣＶＤ装置であって、ロール状に巻かれた未処理の可撓性フィルムを装着する仕込室と、処理済みの可撓性フィルムをロール状に巻き取る取出室とを有し、前記可撓性フィルムが、前記仕込室から前記取出室に向けて、前記真空槽を通って走行できるように構成されたことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置である。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のプラズマＣＶＤ装置であって、前記各平板型カソード電極は互いに独立に電圧を印加できるようにされ、前記可撓性フィルムは平板型ヒーターと各平板型カソード電極との間を、大気に曝されないで順次走行できるように構成されたことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置である。
請求項５記載の発明は、請求項４記載のプラズマＣＶＤ装置であって、前記複数の平板型カソード電極のうち少なくとも１つ以上の平板型カソード電極が真性のアモルファスシリコン薄膜の形成に用いられる場合、カソード電極の前記可撓性フィルム走行方向の長さが合計で５００ｍｍ以上にされたことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置である。
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５のいずれか１項記載のプラズマＣＶＤ装置であって、前記平板型ヒーターの反対側の面にも前記平板型カソード電極とは別の平板型カソード電極が配置され、該平板型ヒーターの一方の面と他方の面とで異なる可撓性フィルムが走行できるように構成されたことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置である。
請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載のプラズマＣＶＤ装置であって、前記平板型ヒーター表面の前記平板型カソード電極と対向する位置には、前記可撓性フィルムと接触しないようにアノード電極が設けられたことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置である。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載のプラズマＣＶＤ装置を用い、前記可撓性フィルム表面にアモルファスシリコンを形成するアモルファスシリコン製造方法であって、前記アモルファスシリコンの成長中は前記可撓性フィルムを静止させるアモルファスシリコン製造方法である。
【００２０】
従来のプラズマＣＶＤ装置でも、真空槽内に平板型カソード電極と平板型ヒーターとを互いに平行に対向配置して平行平板電極とし、平板型カソードに高周波電圧を印加して原料ガスプラズマを発生させ、平板型ヒーターで成膜対象物を加熱しながら表面に薄膜を形成していたが、成膜対象物はガラス基板等の剛性のある物質であり、真空槽内での搬送には、保持具やキャリアを使用すれば足りていた。
【００２１】
しかしながら可撓性フィルムを搬送するためにはキャリア等の使用はできない。そこで上述した本発のプラズマＣＶＤ装置は、可撓性フィルムが平板型カソード電極と前記平板型ヒーターとの間で走行できるように構成したので、従来ではできなかったプラズマＣＶＤによる可撓性フィルム上への薄膜形成が可能となった。
【００２２】
この場合、可撓性フィルムが撓まないようにし、平板型カソード電極や平板型ヒーターと接触しないようにすれば、可撓性フィルムは非接触の状態で走行し、薄膜が形成されるので、ダストの発生や可撓性フィルムの傷付きが防止できる。
【００２３】
また、平板型カソード電極と平板型ヒーターとを鉛直にし、可撓性フィルムが鉛直な状態で走行できるように構成しておくと、可撓性フィルムを水平にして走行させる場合に比べて撓みがなくなるので膜厚分布が向上し、また、可撓性フィルムの成膜面にダストが付着することがなくなって歩留まりが向上する。
【００２４】
更に、真空槽に、ロール状に巻かれた未処理の可撓性フィルムを装着する仕込室と、処理済みの可撓性フィルムをロール状に巻き取る取出室とを設け、可撓性フィルムが仕込室から取出室に向けて、真空槽内を通って走行できるように構成すると、真空槽内では可撓性フィルム上に薄膜を連続的に形成でき、大気中では可撓性フィルムをロールの状態で取り扱えるようになり、作業性が向上する。
【００２５】
真空槽内に平板型カソード電極を複数設け、各平板型カソード電極を互いに独立に電圧を印加できるように構成し、可撓性フィルムが平板型ヒーターと各平板型カソード電極との間を大気に曝されないで順次走行できるようにしておくと、各平板型カソード電極で形成される薄膜上に、大気に曝すことなく更に薄膜を形成できるので、界面特性の良い多層膜を形成することが可能となる。特にｐｎ接合を形成する場合等、界面の性質を利用する多層膜を形成する場合には著しく品質が向上する。
【００２６】
アモルファスシリコン太陽電池を製造する場合には成膜速度に上限値があるので、このプラズマＣＶＤ装置の平板型カソード電極のうち、真性のアモルファスシリコン薄膜(ｉ層)の形成に用いられるものについて、可撓性フィルム走行方向の長さを合計で５００ｍｍ以上(１個の平板型カソード電極を使用する場合はそれ１個で５００ｍｍ以上、複数個の場合は合計で５００ｍｍ以上)にしておくと、膜厚を厚くする必要のあるｉ層膜の形成を製造工程の律速にせずに済む。
【００２７】
また、平板型ヒーターの両面に平板型カソード電極を配置し、平板型ヒーターの一方の面と他方の面とで異なる可撓性フィルムを走行させ、薄膜を形成するように構成すると、価格や部品点数を二倍にせずに生産量を二倍にできる。
【００２８】
このようなプラズマＣＶＤ装置の真空槽内に、可撓性フィルムが位置する方向が開放された複数の反応室を設け、平板型カソード電極を各反応室内に納めると共に、各反応室間にバッファー室を位置させ、各反応室と各バッファー室とを、それぞれ排気できるように構成しておくと、各反応室内に導入する原料ガスが他の反応室に侵入することがなくなるので品質の良い多層膜を形成することが可能となる。
【００２９】
また、平板型ヒーター表面の平板型カソード電極と対向する位置に、可撓性フィルムと接触しないようにして個別にアノード電極を設けておくと、プラズマの広がりを抑制できる。
【００３０】
以上説明したプラズマＣＶＤ装置では、可撓性フィルムを走行させながら薄膜を形成してもよいし、静止状態で形成するようにしてもよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一例のプラズマＣＶＤ装置２の平面図であり、直方体形状のの真空槽５と、仕込室１８と、取出室１９とを有している。仕込室１８と取出室１９は真空槽５の長手方向の両端に配置されており、仕込室１８と取出室１９の大気側の扉を閉じ、真空槽５内を真空排気すると仕込室１８内と取出室１９内も真空状態に置かれるように構成されている。
【００３２】
真空槽５内には平板型ヒーター４が鉛直に設けられており、該平板型ヒーター４に面する位置が開放された反応室２０1〜２０3が、仕込室１８と取出室１９との間でこの順序で設けられている。各反応室２０1〜２０3内には１ｍ×１ｍの大きさの平板型カソード電極６1〜６3が鉛直に設けられており、各平板型カソード電極６1〜６3は、平板型ヒーター４と一定距離だけ離間して平行に対向配置されている。
【００３３】
真空槽５外部には、マッチング回路２１1〜２１3と、ＲＦ電源２４1〜２４3とが設けられており、各平板型カソード電極６1〜６3は、マッチング回路２１1〜２１3を介してＲＦ電源２４1〜２４3にそれぞれ接続されており、ＲＦ電源２４1〜２４3を起動すると各平板型カソード電極６1〜６3に個別に高周波電圧を印加できるようにされている。
【００３４】
各平板型カソード電極６1〜６3には細孔が多数開けられており、その細孔から各反応室２０1〜２０3内に所望の原料ガスを導入できるように構成されており、各反応室２０1〜２０3はそれぞれ真空ポンプに接続され、導入された原料ガスを個別に排気できるように構成されている。
【００３５】
平板型ヒーター４表面の各平板型カソード電極６1〜６3と対向する位置には、平板型カソード電極６1〜６3と略同一面積の矩形のカーボン板から成り、接地電位に置かれたアノード電極８1〜８3がカソード電極６1〜６3の数と同じ数だけ設けられており、各反応室２０1〜２０3内に原料ガスを導入し、各平板型カソード電極６1〜６3に高周波電圧を印加してプラズマを発生させたときに、原料ガスプラズマがアノード電極８1〜８3の範囲を超えて広がらないように構成されている。
【００３６】
仕込室１８と最初の反応室２０1の間と、各反応室２０1〜２０3の間と、最後の反応室２０3と取出室１９との間は離間して配置されており、各室の間にはそれぞれ真空ポンプに接続されたバッファー室２４1〜２４4が設けられている。
【００３７】
各バッファー室２４1〜２４4をそれぞれ真空排気すると各反応室２０1〜２０3から漏れ出た原料ガスをスリット２５1〜２５3から取り込まれ、矢印で示すように真空槽５外へ排出され、それにより、各反応室２０1〜２０3内に導入された原料ガスの相互拡散を防止するように構成されている。
【００３８】
このプラズマＣＶＤ装置２を用いてアモルファス太陽電池を製造する場合には、先ず、ロール状に巻かれた未処理の可撓性フィルム１１(ポリイミドフィルム)を鉛直にした状態で仕込室１８内に装着し、先端を引き出して回転ローラー１２1に掛け、各平板型カソード電極６1〜６3と平板型ヒーター４の間を通し、取出室１９内のロール１６に絡めた後、モーターを動作させてロール１６に可撓性フィルム７を巻取る方向に力を加える。
【００３９】
このとき、未処理の可撓性フィルム１１側にはその巻取る力に対抗する力が加わっており、真空槽５内に鉛直に位置する可撓性フィルム７は、各平板型カソード電極６1〜６3、平板型ヒーター４、又はアノード電極８1〜８3のいずれとも非接触の状態で張力が掛かり、撓まないようにされる。その状態では可撓性フィルム７は、ローラー１２1とローラー１２2の間では、どの部材とも非接触となる。
【００４０】
その状態でロール１６の巻取り力を増加させるとロール状に巻かれた未処理の可撓性フィルム１１が回転し始め、真空槽５内の可撓性フィルム７が平板型ヒーター４やカソード電極６1〜６3とは非接触の状態で走行を開始する。
【００４１】
平板型ヒーター４を発熱させ、可撓性フィルム７を加熱しながら連続走行させ、下記表２の条件、
【００４２】
【表２】
0004332226.tif 000003
【００４３】
によって各反応室２０1〜２０3内でプラズマＣＶＤを行った。表面にａ−Ｓｉ；Ｈ膜が形成された可撓性フィルム７は取出室１９内で巻取り、ロール状の太陽電池１５として取り出した。その太陽電池１５の変換効率を調べたところ、ＡＭ＝１光(太陽が真上にある場合)で８．３％であった。１日２２時間稼働で年間稼働日数を３００日とした場合、年間発電量は３．９ＭＷとなる。
【００４４】
上述したアモルファスシリコン太陽電池の年間生産量はｉ層の成膜時間が律速となっている。従って、例えば反応室を一室追加し、二室でｉ層を形成するようにすれば、可撓性フィルム７の走行速度を二倍にできるので、単位時間当たりの生産量は二倍になり、年間発電量７．８ＭＷの太陽電池を生産できる。更に一室追加し、三室でｉ層を形成するようにすれば、年間発電量が１１．７ＭＷの太陽電池を生産できる。
【００４５】
このようにｉ層を形成する反応室の数を増すことにより生産量を増やすことができるが、平板型カソード電極の可撓性シート走行方向の長さを長くしても生産量を増やすことができる。
【００４６】
いずれの場合でも真空槽５内の可撓性フィルム７の長さが増すので、平板型カソード電極６1〜６3やアノード電極８1〜８3又は平板型ヒーター４との非接触の状態を維持するためには、可撓性フィルム７に弛みが生じないように張力を調整する必要がある。
【００４７】
次に、上記プラズマＣＶＤ装置２を用い、可撓性フィルム７が静止した状態でａ−Ｓｉ；Ｈ膜を形成した。先ず、可撓性フィルム７が静止した状態で反応室２０1でｐ層のａ−Ｓｉ；Ｈ膜を形成し、次いでその可撓性フィルム７を走行させ、ｐ層が形成された部分が反応室２０2内に位置したところで停止させ、静止した状態でｉ層のａ−Ｓｉ；Ｈ膜を形成した。ｉ層の形成後、可撓性フィルム７を走行させ、表面にｉ層が形成された部分が反応室２０3内に位置したところで停止させ、静止した状態で最後のｎ層を形成し、太陽電池を作成した。
【００４８】
この場合、可撓性フィルム７上に一度にａ−Ｓｉ；Ｈ膜を形成できる領域は、平板型カソード電極６1〜６3の面積(１ｍ×１ｍ)の範囲となるが、反応室２０2内でｉ層の形成を行っているときは前段の反応室２０1内でｐ層の形成を行い、また、反応室２０3内でｎ層の形成を行っているときは、前段の反応室２０2内と更にその前段の反応室２０1内とで、それぞれｉ層とｐ層の形成を行うようにすれば、生産速度が低下することはない。
【００４９】
このような静止状態で可撓性フィルム７上にａ−Ｓｉ；Ｈ膜を形成した場合の膜厚分布を測定したところ、１ｍ×１ｍの全域においてｐ層が±９．３％、ｉ層が±８．２％、ｎ層が±１０．２％であった。静止状態で製造したアモルファスシリコン太陽電池の変換効率は、ＡＭ＝１光で８．７％であった。可撓性フィルム７を連続走行させてａ−Ｓｉ；Ｈ膜を形成した場合と比べると膜厚分布は悪化するが、変換効率は高くなった。変換効率の向上は、静止状態でａ−Ｓｉ；Ｈ膜を形成する方が成膜初期と末期における斜め入射がないためや、原料ガスの巻き込みがない分だけｐｉｎ界面が清浄になるからであると考えられる。
【００５０】
次に、本発明の他の例であるプラズマＣＶＤ装置を図２の符号２'に示す。
このプラズマＣＶＤ装置２'は、真空槽５'と、仕込室１８'と、取出室１９'とを有しており、真空槽５'内には平板型ヒーター４'が鉛直に設けられ、該平板型ヒーター４'の一方の面と他方の面には成膜室２０1a〜２０3aと成膜室２０1b〜２０3bとがそれぞれ設けられている。このプラズマＣＶＤ装置２'は、前記各室と平板型ヒーター４'とを共通にし、成膜室２０1a〜２０3aと成膜室２０1b〜２０3bとによって、別々の可撓性シート７a、７b表面にａ−Ｓｉ；Ｈ膜を個別に形成できるように構成されてたものである。
【００５１】
従って、前述のプラズマＣＶＤ装置２と同様に、各成膜室２０1a〜２０3a、２０1b〜２０3b内には平板型カソード電極６1a〜６3aと平板型カソード電極６1b〜６3bとが、それぞれ平板型ヒーター４'に対して平行に所定距離だけ離間して平行に対向配置されており、各平板型カソード電極６1a〜６3a、６1b〜６3bは、それぞれマッチング回路２１1a〜２１3a、２１1b〜２１3bを介してＲＦ電源２４1a〜２４3a、２４1b〜２４3bに接続され、それぞれ独立に高周波電圧を印加できるようにされ、各平板型カソード電極６1a〜６3a、６1b〜６3bの細孔から各反応室２０1a〜２０3a、２０1b〜２０3b内に導入した原料ガスのプラズマを発生できるように構成されている。
【００５２】
また、平板型ヒーター４'の各平板型カソード電極６1a〜６3a、６1b〜６3bと対向する面には、カソード電極６1a〜６3a、６1b〜６3bと略同一面積、同一形状のカーボン材から成り、接地電位に置かれたアノード電極８1a〜８3a、８1b〜８3bが設けられている。
【００５３】
このプラズマＣＶＤ装置２'の仕込室１８'内にロール状に巻かれた未処理の可撓性フィルム１１a、１１bを装着し、一方の可撓性フィルム１１aを回転ローラー１２1aに掛け、平板型カソード電極６1a〜６3aと平板型ヒーター４'の間に通し、他方の可撓性フィルム１１bも同様に回転ローラー１２1bに掛け、平板型カソード電極６1b〜６3bと平板型ヒーター４'との間に通し、回転ローラー１２2a、１２2bを介して取出室１９'内のロール１６a、１６bに絡め、真空槽５'に位置する可撓性フィルム７a、７bのそれぞれに張力を掛けて巻取るように構成されている。その際、可撓性フィルム７a、７bは撓まないようにされており、各平板型カソード電極６1a〜６3a、６1b〜６3bや、アノード電極８1a〜８3a、８1b〜８3b又は平板型ヒーター４'とは非接触の状態にあり、また、走行は互いに独立にできるように構成されている。
【００５４】
各反応室２０1a〜２０3a、２０1b〜２０3bは独立に排気できるように構成されており、各室の間にはバッファー室２４1a〜２４4a、２４1b〜２４4bが設けられ、それぞれが真空排気されると各反応室２０1a〜２０3a、２０1b〜２０3b内に導入した原料ガスが相互拡散して他の反応室に侵入することがないように構成されている。
【００５５】
このようなプラズマＣＶＤ装置２'を用いれば、可撓性フィルム７a、７bに対して共通して使用できる部材があるので、上述のプラズマＣＶＤ装置２に比べると、設置面積やコストを二倍にせずに生産量を二倍にできる。
【００５６】
以上はアモルファス太陽電池を製造する場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、可撓性フィルム上に薄膜を形成するために広く用いることができる。
【００５７】
【発明の効果】
従来のプラズマＣＶＤ装置ではできなかった可撓性フィルム上への薄膜形成が可能となった。
反応室間に位置するバッファー室のスリットから原料ガスが排気されるので、反応室間のクロスコンタミネーションを防止することができる。
可撓性フィルムが擦られないので、ダストが発生しない。可撓性フィルムに傷が付かないので、透明な可撓性フィルムの透明度を落とさないで済む。
可撓性フィルムを鉛直に配置する場合は、可撓性フィルムの走行が安定になり、また、ダストが成膜面に付着することがない。
可撓性フィルムをロール状に巻くと、未処理の可撓性フィルムと処理済みの可撓性フィルムとをロールの状態で取り扱えるので、搬出入や運搬が容易になって好ましい。
ロールに巻いた可撓性フィルムを大気に曝さずに走行させ、成膜後、ロール状に巻き取れば、多層膜を大気に曝さないで連続的に形成でき、膜質を向上させることができる。
カソード電極の可撓性フィルム走行方向の長さを合計で５００ｍｍ以上にすると、生産性を落とさないで真性のアモルファスシリコン薄膜を厚く形成することができる。
平板型ヒータの両面に平板型カソード電極を配置すれば、設置面積や価格を低く抑えて生産性を二倍にすることができる。
アノード電極を設ければ、プラズマの広がりを抑えられるので膜厚や膜質の面内分布を均一にできる。
連続走行の場合、効率的に薄膜を形成でき、停止して成膜させれば、品質の良い薄膜を形成できる。
以上の効果により、プラズマＣＶＤ装置で透明な可撓性フィルムを基材とする大面積アモルファスシリコン太陽電池の製造が初めてできるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一例のプラズマＣＶＤ装置の平面図
【図２】  本発明の他の例のプラズマＣＶＤ装置の平面図
【図３】  従来のプラズマＣＶＤ装置の平面図
【符号の説明】
２、２'……プラズマＣＶＤ装置
４、４'……平板型ヒーター
６1〜６3、６1a〜６3a、６1b〜６3b……平板型カソード電極
７、７a、７b……可撓性フィルム
８1〜８3、８1a〜８3a、８1b〜８３b……アノード電極
１１、１１a、１１b……未処理の可撓性フィルム
１５、１５a、１５b……処理済みの可撓性フィルム
１８、１８'……仕込室
１９、１９'……取出室
２０1〜２０3、２０1a〜２０3a、２０1b〜２０3b……反応室
２４1〜２４4、２４1a〜２４4a、２４1b〜２４4b……バッファー室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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