薄膜太阳电池制造装置制造方法及图纸

一种薄膜太阳电池制造装置，其通过防止由搬送薄膜基板的驱动辊引起的搬送皱褶的发生而能够增强作业性。在该薄膜太阳电池制造装置中，将卷绕在送出辊上的带状可挠性薄膜基板输送到大致维持在真空状态的成膜室中，在成膜室中在相对布置的接地电极和具有靶材料的加压电极之间进行放电，以在恒定的加热下使成为电极的金属薄膜沉积在薄膜基板的表面上，然后通过设置在卷取室中的卷取辊卷取其上形成有金属薄膜的薄膜基板，在卷取室（５）中，设置有在恒定的张力下搬送其上形成有金属薄膜（２２）的薄膜基板（１）的一对驱动辊（１４、１５），并且在与薄膜基板的宽度方向的两端部相对应的至少一个驱动辊（１５）的两个端部周面上形成有弹性部件层（２１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造薄膜太阳电池的装置，在该装置中成为电极的金属薄膜形成在带状可挠性薄膜基板的表面上，更具体地，本专利技术涉及用于制造薄膜太阳电池的装置，在该装置中用于搬送薄膜基板的单元得到了改善，并且防止了由于辊而在薄膜基板中引起的搬送皱褶的发生。
技术介绍
目前，为了环境保护，正在进行对清洁能源的研究和开发。其中，太阳电池由于涉及到无限的资源(太阳光)以及太阳电池无污染的事实而吸引关注。薄膜太阳电池是薄型、重量轻的，具有低制造成本，并且可以容易地得到大面积制造，因此被看作是未来的太阳电池的主流。常规薄膜太阳电池已经使用玻璃基板，但是正在进行对使用重量轻、施工性、量产性的塑料薄膜或金属薄膜的可挠性型太阳电池的研究和开发。利用这种可挠性，使用辊对辊或步进辊制造方式的大量生产成为可能。在上述薄膜太阳电池中，在可挠性电绝缘薄膜上形成多个光电变换元件(或单元)，其中金属电极层、包括薄膜半导体层的光电变换层和透明电极层被层叠在光电变换元件中。通过反复进行某个光电变换元件的金属电极和相邻光电变换元件的透明电极之间的电连接，可以使所需的电压在第一个光电变换元件的金属电极和最后一个光电变换元件的透明电极之间输出。这样的光电变换元件及其串联连接是利用电极层和光电变换层的成膜以及各层的图案化(patterning)以及它们的组合工序而形成的。例如在专利文献1和2中描述了上述太阳电池的配置和制造方法。图3是专利文献2中描述的薄膜太阳电池的配置的概念图。图3示出采用塑料薄膜作为基板的可挠性薄膜太阳电池的透视图。形成在基板61的表面上的光电变换元件62和形成在基板61的背面上的连接电极层63各自被完全分离成多个单元，并且分离位置分别错开。因此两个元件被串联连接，使得在作为元件62的非晶半导体部的光电变换层65中生成的电流首先汇集在透明电极层66中，接下来，经由在透明电极层区域中形成的集电孔67，通往背面的连接电极层63，然后经由连接电极层区域中的形成在元件的透明电极层区域外侧的串联连接用连接孔68，到达延伸到与该元件相邻的元件的透明电极层区域外侧的下电极层64。用于上述薄膜太阳电池的简化制造工序在图4的(a)至(g)中示出。使用塑料薄膜71作为基板(工序(a))，在其中形成连接孔78(工序(b))，然后在基板的两面上形成第一电极层(下电极)74和第三电极层(连接电极的一部分)73(工序(c))，此后，在距离连接孔78指定距离的位置处形成集电孔77(工序(d))。在上述工序(c)中第一电极层74和第三电极层73的形成是在下述的成膜装置中反转基板71、分两个阶段进行的，并且连接孔-->78的部分是通过使两个电极层74和73生长而形成的。通过这种方式，获得两个电极层的电连接。接着，在第一电极层74上按顺序形成成为光电变换层的半导体层75和作为第二电极层的透明电极层76(工序(e)和工序(f))，并且另外在第三电极层73上形成第四电极层(连接电极层)79(工序(g))。然后，使用激光束来对基板71两侧的薄膜进行分离加工并形成串联连接结构，如图3所示。在图4的工序中，在工序(a)、(b)和(d)中在空气中执行基板的处理，但是其它工序是在真空成膜装置中执行的，如下所述。因此在上述工序的情况下，当在后面的工序(b)和(d)中在空气中处理基板之后，将基板导入真空成膜装置的真空容器中。在上述工序(c)中对第一电极层74和第三电极层73的形成是通过反转基板71、分两个阶段进行的，使得在反转之后，基板首先暴露于空气中，然后再一次导入真空容器中。可以使用辊对辊方式和步进辊方式作为如上所述的薄膜太阳电池的薄膜制造方式。在两种方式中，包括使用多个辊的基板搬送单元；在前者中，在各成膜室内将薄膜连续沉积到连续移动的基板上，而在后者中，在各成膜室中同时执行在停止的基板上的成膜，并且在成膜结束之后，将基板部分输送到下一成膜室中。步进辊方式的成膜装置的优越之处在于，因为可以防止相邻成膜室之间的气体相互扩散，所以可以获得各薄膜的稳定特性；例如在专利文献3和4中描述了这样的装置的配置。图5示出在共用真空室内具有多个成膜室的步进辊成膜方式的真空成膜装置的实例。图5中所示的装置包括用于卷出可挠性基板的开卷室90；用于形成金属电极层、光电变换层、透明电极层等的多个作为独立处理空间的成膜室80；以及卷取用卷取室91。在从轴心82卷出之后并且在被轴心83卷取之前，在多个成膜室80中将薄膜沉积在基板92上。共用室81在其内部容纳多个成膜室80。在成膜室中，通过等离子体化学汽相沉积法(下文中称为“等离子体CVD法”)等执行成膜。例如，在通过等离子体CVD法沉积薄膜的步进辊方式中，包括成膜室开放、基板框架移动、成膜室密封、原料气体引入、压力控制、放电开始、放电终止、原料气体停止、气体抽空、成膜室开放的操作被重复。图6示出如专利文献4中所描述的成膜室的概略结构的实例。在图6中，(a)和(b)分别示出在成膜室开放时和密封时的概略截面图。箱状的下部成膜室壁体121和上部成膜室壁体122相对地布置在断续地搬送的可挠性基板100的下方和上方，使得当成膜室密封时，下部成膜室和上部成膜室形成独立的处理空间。在该实例中，下部成膜室包括连接到电源140的高压电极131，并且上部成膜室包括内置在加热器133内的接地电极132。如图6(b)中所示，在成膜期间，上部成膜室壁体122降低，并且接地电极132压在基板100上并使电极100与安装在下部成膜室壁体121的开口侧端面上的密封部件141接触。以这种方式，与排气管142连通并且气密密封的成膜空间143由下部成膜室壁体121和基板100形成。在上述成膜室中，通过对高压电极131施加高频电压，在成膜空间143中产生等离子体，并且从未示出的导入管导入的原料气体被分解，使得可以在基板100上形成例如光电变换层的薄膜。另一方面，因为基板在水平方向上设置的辊之间或者在铅垂方向上不同高度处设-->置的辊之间连续移动，并且连续执行多个成膜作业，所以辊对辊方式在生产率方面是优越的。例如在专利文献5中描述了基板在铅垂方向上不同高度处设置的辊上被连续移动的这种装置配置。图7示出基板在水平方向上设置的辊之间连续移动的辊对辊装置的配置中的溅射成膜装置的概略配置。对作为真空室的反应室、真空排气系统、溅射气体供应系统等予以省略。图7中所示的电极形成装置同样也是薄膜基板被水平搬送并且薄膜基板送出辊151和卷取辊152也水平布置的装置类型。在图7中所示的装置中，薄膜基板153在也充当接地电极的加热器154和具有靶的加压电极155之间搬送。薄膜基板153由加热器以非接触方式从背面侧加热，同时通过溅射来执行电极形成。在图7中所示的电极形成装置中，示出了设置有多个(三个)靶的实例；这是将电极层形成为多个层的层叠膜的实例，并且当例如采用银或另一单一金属来形成时，仅需要一个靶。通过图7中所示的装置，可以在单次薄膜基板搬送操作中在薄膜基板的一个表面上形成电极。当在两个表面上形成电极时，在一个表面上的电极形成结束之后，使装置暴露于空气中，反转并设置薄膜基板，再次执行真空排气，然后，在对薄膜基板进行脱气之后，执行电极形成。然而，当搬送这样的薄膜基板时，因为薄膜基板宽度相当大，由于在搬送期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜太阳电池制造装置，其将卷绕在送出辊上的带状可挠性薄膜基板输送到大致维持在真空状态的成膜室中，在所述成膜室中在彼此相对布置的接地电极和具有靶材料的加压电极之间引起放电，通过恒定的加热使成为电极的金属薄膜形成在薄膜基板的表面上，并且通过设置在卷取室中的卷取辊卷取形成有金属薄膜的薄膜基板，所述薄膜太阳电池制造装置的特征在于：在所述卷取室中，设置有以恒定的张力搬送形成有金属薄膜的薄膜基板的一对驱动辊，并且在至少一个所述驱动辊的两个端部周面上形成有弹性部件层，其中所述两个端部周面与所述薄膜基板的宽度方向的两端部相对应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-10-11 2007-2655371.一种薄膜太阳电池制造装置，其将卷绕在送出辊上的带状可挠性薄膜基板输送到大致维持在真空状态的成膜室中，在所述成膜室中在彼此相对布置的接地电极和具有靶材料的加压电极之间引起放电，通过恒定的加热使成为电极的金属薄膜形成在薄膜基板的表面上，并且通过设置在卷取室中的卷取辊卷取形成有金属薄膜的薄膜基板，所述薄膜太阳电...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂井亮平，
申请(专利权)人：富士电机系统株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]