JP2000353814A - 薄膜太陽電池の製造方法及び同薄膜の成膜状態監視装置 - Google Patents
薄膜太陽電池の製造方法及び同薄膜の成膜状態監視装置Info
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- JP2000353814A JP2000353814A JP11163805A JP16380599A JP2000353814A JP 2000353814 A JP2000353814 A JP 2000353814A JP 11163805 A JP11163805 A JP 11163805A JP 16380599 A JP16380599 A JP 16380599A JP 2000353814 A JP2000353814 A JP 2000353814A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光電変換層，透明電極層などの成膜状態の異
常を、簡便かつ安価な方法により製造プロセスにおいて
監視可能とし、生産性向上と量産コスト低減を図った薄
膜太陽電池の製造方法及び同薄膜の成膜状態監視装置を
提供する。 【解決手段】 太陽電池表面に白色光を照射するための
白色光源１と、照射光と反射光を誘導する光ファイバー
２と、光の反射スペクトルを測定するための分光器５お
よび検出器６と、３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域
における反射スペクトルのスロープの変化による透明電
極層の光学的膜厚情報の変動に基づき、透明電極層の成
膜状態の正常，異常の判定機能を有するＣＰＵ７、もし
くは、５００ｎｍから２５００ｎｍの波長領域における
反射スペクトルの干渉周期の変化による光電変換層の光
学的膜厚情報の変動に基づき、光電変換層の成膜状態の
正常，異常の判定機能を有するＣＰＵ７とを備えたもの
とする。
常を、簡便かつ安価な方法により製造プロセスにおいて
監視可能とし、生産性向上と量産コスト低減を図った薄
膜太陽電池の製造方法及び同薄膜の成膜状態監視装置を
提供する。 【解決手段】 太陽電池表面に白色光を照射するための
白色光源１と、照射光と反射光を誘導する光ファイバー
２と、光の反射スペクトルを測定するための分光器５お
よび検出器６と、３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域
における反射スペクトルのスロープの変化による透明電
極層の光学的膜厚情報の変動に基づき、透明電極層の成
膜状態の正常，異常の判定機能を有するＣＰＵ７、もし
くは、５００ｎｍから２５００ｎｍの波長領域における
反射スペクトルの干渉周期の変化による光電変換層の光
学的膜厚情報の変動に基づき、光電変換層の成膜状態の
正常，異常の判定機能を有するＣＰＵ７とを備えたもの
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、薄膜太陽電池の
製造方法及び太陽電池薄膜の成膜状態監視装置に関す
る。
製造方法及び太陽電池薄膜の成膜状態監視装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、環境保護の立場から、クリーンな
エネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽
電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害で
あることから注目を集めている。
エネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽
電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害で
あることから注目を集めている。
【０００３】薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コスト
の安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太
陽電池の主流となると考えられる。
の安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太
陽電池の主流となると考えられる。
【０００４】従来の薄膜太陽電池はガラス基板を用いて
いたが、軽量化、施工性、量産性においてプラスチック
フィルムおよび金属フィルムを用いたフレキシブルタイ
プの太陽電池の研究開発がすすめられている。このフレ
キシブル性を生かし、ロールツーロール方式またはステ
ッピングロール方式の製造方法により大量生産が可能と
なった。
いたが、軽量化、施工性、量産性においてプラスチック
フィルムおよび金属フィルムを用いたフレキシブルタイ
プの太陽電池の研究開発がすすめられている。このフレ
キシブル性を生かし、ロールツーロール方式またはステ
ッピングロール方式の製造方法により大量生産が可能と
なった。
【０００５】上記の薄膜太陽電池は、フレキシブルな電
気絶縁性フィルム基板上に金属電極層、薄膜半導体層か
らなる光電変換層および透明電極層が積層されてなる光
電変換素子（またはセル）が複数形成されている。ある
光電変換素子の金属電極と隣接する光電変換素子の透明
電極を電気的に接続することを繰り返すことにより、最
初の光電変換素子の金属電極と最後の光電変換素子の透
明電極とに必要な電圧を出力させることができる。例え
ば、インバータにより交流化し商用電力源として交流１
００Ｖを得るためには、薄膜太陽電池の出力電圧は１０
０Ｖ以上が望ましく、実際には数１０個以上の素子が直
列接続される。
気絶縁性フィルム基板上に金属電極層、薄膜半導体層か
らなる光電変換層および透明電極層が積層されてなる光
電変換素子（またはセル）が複数形成されている。ある
光電変換素子の金属電極と隣接する光電変換素子の透明
電極を電気的に接続することを繰り返すことにより、最
初の光電変換素子の金属電極と最後の光電変換素子の透
明電極とに必要な電圧を出力させることができる。例え
ば、インバータにより交流化し商用電力源として交流１
００Ｖを得るためには、薄膜太陽電池の出力電圧は１０
０Ｖ以上が望ましく、実際には数１０個以上の素子が直
列接続される。
【０００６】このような光電変換素子とその直列接続
は、電極層と光電変換層の成膜と各層のパターニングお
よびそれらの組み合わせ手順により形成される。上記太
陽電池の構成および製造方法は、例えば特開平１０−２
３３５１７号公報や特願平１１−１９３０６号に記載さ
れている。
は、電極層と光電変換層の成膜と各層のパターニングお
よびそれらの組み合わせ手順により形成される。上記太
陽電池の構成および製造方法は、例えば特開平１０−２
３３５１７号公報や特願平１１−１９３０６号に記載さ
れている。
【０００７】前記特願平１１−１９３０６号に記載され
た薄膜太陽電池の構成の一例を示す概念図を、図７に示
す。図７は、プラスチックフィルムを基板とした可撓性
薄膜太陽電池の斜視図を示す。基板６１の表面に形成し
た単位光電変換素子６２および基板６１の裏面に形成し
た接続電極層６３は、それぞれ複数の単位ユニットに完
全に分離され、それぞれの分離位置をずらして形成され
ている。このため、素子６２のアモルファス半導体部分
である光電変換層６５で発生した電流は、まず透明電極
層６６に集められ、次に該透明電極層領域に形成された
集電孔６７を介して背面の接続電極層６３に通じ、さら
に該接続電極層領域で素子の透明電極層領域の外側に形
成された直列接続用の接続孔６８を介して上記素子と隣
り合う素子の透明電極層領域の外側に延びている下電極
層６４に達し、両素子の直列接続が行われている。
た薄膜太陽電池の構成の一例を示す概念図を、図７に示
す。図７は、プラスチックフィルムを基板とした可撓性
薄膜太陽電池の斜視図を示す。基板６１の表面に形成し
た単位光電変換素子６２および基板６１の裏面に形成し
た接続電極層６３は、それぞれ複数の単位ユニットに完
全に分離され、それぞれの分離位置をずらして形成され
ている。このため、素子６２のアモルファス半導体部分
である光電変換層６５で発生した電流は、まず透明電極
層６６に集められ、次に該透明電極層領域に形成された
集電孔６７を介して背面の接続電極層６３に通じ、さら
に該接続電極層領域で素子の透明電極層領域の外側に形
成された直列接続用の接続孔６８を介して上記素子と隣
り合う素子の透明電極層領域の外側に延びている下電極
層６４に達し、両素子の直列接続が行われている。
【０００８】上記薄膜太陽電池の簡略化した製造工程を
図８（a）から（g）に示す。プラスチックフィルム７１
を基板として（工程（a））、これに接続孔７８を形成
し（工程（b））、基板の両面に金属電極層である第１
電極層（下電極）７４および第３電極層（接続電極の一
部）７３を形成（工程（c））した後、接続孔７８と所
定の距離離れた位置に集電孔７７を形成する（工程
（d））。上記工程（c）における接続孔７８の部分は、
前記両電極層７４と７３とを成長形成することにより形
成する。これにより、前記両電極層の電気的な接続を得
る。
図８（a）から（g）に示す。プラスチックフィルム７１
を基板として（工程（a））、これに接続孔７８を形成
し（工程（b））、基板の両面に金属電極層である第１
電極層（下電極）７４および第３電極層（接続電極の一
部）７３を形成（工程（c））した後、接続孔７８と所
定の距離離れた位置に集電孔７７を形成する（工程
（d））。上記工程（c）における接続孔７８の部分は、
前記両電極層７４と７３とを成長形成することにより形
成する。これにより、前記両電極層の電気的な接続を得
る。
【０００９】次に、第１電極層７４の上に、光電変換層
となる半導体層７５および第２電極層である透明電極層
７６を順次形成するとともに（工程（e）および工程
（f））、第３電極層７３の上に第４電極層（接続電極
層）７９を形成する（工程（g））。この後、レーザビ
ームを用いて、基板７１の両側の薄膜を分離加工して図
７に示すような直列接続構造を形成する。
となる半導体層７５および第２電極層である透明電極層
７６を順次形成するとともに（工程（e）および工程
（f））、第３電極層７３の上に第４電極層（接続電極
層）７９を形成する（工程（g））。この後、レーザビ
ームを用いて、基板７１の両側の薄膜を分離加工して図
７に示すような直列接続構造を形成する。
【００１０】前記薄膜太陽電池の薄膜の製造方法として
は、前述のように、ロールツーロール方式またはステッ
ピングロール方式がある。両方式共に、複数のロールに
よる基板搬送手段を備え、前者は各成膜室内を連続的に
移動する基板上に連続的に成膜する方式であり、後者は
各成膜室内で同時に停止させた基板上に成膜し，成膜の
終わった基板部分を次の成膜室へ送り出す方式を採用し
ている。
は、前述のように、ロールツーロール方式またはステッ
ピングロール方式がある。両方式共に、複数のロールに
よる基板搬送手段を備え、前者は各成膜室内を連続的に
移動する基板上に連続的に成膜する方式であり、後者は
各成膜室内で同時に停止させた基板上に成膜し，成膜の
終わった基板部分を次の成膜室へ送り出す方式を採用し
ている。
【００１１】ステッピングロール方式の成膜装置は、隣
接する成膜室間のガス相互拡散を防止できることから各
薄膜の特性が安定して得られるなどの点で優れており、
その装置の構成は、例えば、特開平6-292349号公報や特
開平8-250431号公報に記載されている。
接する成膜室間のガス相互拡散を防止できることから各
薄膜の特性が安定して得られるなどの点で優れており、
その装置の構成は、例えば、特開平6-292349号公報や特
開平8-250431号公報に記載されている。
【００１２】成膜室ではスパッタ成膜またはプラズマ化
学気相成長法（以下プラズマＣＶＤ法と記す）などによ
り成膜が行われる。
学気相成長法（以下プラズマＣＶＤ法と記す）などによ
り成膜が行われる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
薄膜太陽電池の製造方法においては、金属電極層，光電
変換層，透明電極層などの各薄膜が正常に成膜されてい
るかどうかを監視して歩留りの向上を図るための有効な
方法や、そのための対策・装置が十分ではなく、量産時
の工程管理上問題があった。
薄膜太陽電池の製造方法においては、金属電極層，光電
変換層，透明電極層などの各薄膜が正常に成膜されてい
るかどうかを監視して歩留りの向上を図るための有効な
方法や、そのための対策・装置が十分ではなく、量産時
の工程管理上問題があった。
【００１４】透明電極膜厚あるいは光電変換層としての
アモルファスシリコン層膜厚を成膜プロセス中に測定す
る手段としては、エリプソメトリーが知られている。し
かしながら、この装置は、光学系が複雑であり、計算ソ
フトを含めたシステムは、非常に高価であり、実用上問
題がある。また、薄膜堆積中の気相中のパウダー発生の
監視（モニタリング）については、すでに市販機があ
り、チャンバー側壁や排気系に取り付けて測定を行うこ
とが可能である。しかしながら、太陽電池の表面に付着
したパウダーあるいはフレーク等の異物を容易に検出し
て、太陽電池のプロセス管理に供する方法や監視装置
は、まだ知られていない。
アモルファスシリコン層膜厚を成膜プロセス中に測定す
る手段としては、エリプソメトリーが知られている。し
かしながら、この装置は、光学系が複雑であり、計算ソ
フトを含めたシステムは、非常に高価であり、実用上問
題がある。また、薄膜堆積中の気相中のパウダー発生の
監視（モニタリング）については、すでに市販機があ
り、チャンバー側壁や排気系に取り付けて測定を行うこ
とが可能である。しかしながら、太陽電池の表面に付着
したパウダーあるいはフレーク等の異物を容易に検出し
て、太陽電池のプロセス管理に供する方法や監視装置
は、まだ知られていない。
【００１５】この発明は、上記のような点に鑑みてなさ
れたもので、本発明の課題は、金属電極層，光電変換
層，透明電極層などの薄膜太陽電池の各層が、所期の状
態に成膜されているかどうかについて、簡便かつ安価な
方法により製造プロセスにおいて監視可能とし、生産性
の向上と量産コストの低減を図った薄膜太陽電池の製造
方法及び同薄膜の成膜状態監視装置を提供することにあ
る。
れたもので、本発明の課題は、金属電極層，光電変換
層，透明電極層などの薄膜太陽電池の各層が、所期の状
態に成膜されているかどうかについて、簡便かつ安価な
方法により製造プロセスにおいて監視可能とし、生産性
の向上と量産コストの低減を図った薄膜太陽電池の製造
方法及び同薄膜の成膜状態監視装置を提供することにあ
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、請求項１の発明は、電気絶縁性を有するフィルム基
板の表面に下電極層としての金属電極層，光電変換層，
透明電極層を順次積層してなる薄膜太陽電池の製造方法
において、形成された前記透明電極層の表面に白色光を
照射してその反射スペクトルを測定し、３００ｎｍから
６００ｎｍの波長領域における反射スペクトルのスロー
プの変化による透明電極層の光学的膜厚情報の変動に基
づき、透明電極層の成膜状態の監視を行うこととする。
め、請求項１の発明は、電気絶縁性を有するフィルム基
板の表面に下電極層としての金属電極層，光電変換層，
透明電極層を順次積層してなる薄膜太陽電池の製造方法
において、形成された前記透明電極層の表面に白色光を
照射してその反射スペクトルを測定し、３００ｎｍから
６００ｎｍの波長領域における反射スペクトルのスロー
プの変化による透明電極層の光学的膜厚情報の変動に基
づき、透明電極層の成膜状態の監視を行うこととする。
【００１７】上記によれば、前記スロープに異常が生じ
た場合、透明電極層が所期の状態にないことが容易に検
知することができ、製造プロセスにおいて透明電極層の
成膜状態の異常を容易に監視することができる。
た場合、透明電極層が所期の状態にないことが容易に検
知することができ、製造プロセスにおいて透明電極層の
成膜状態の異常を容易に監視することができる。
【００１８】また、請求項２の発明によれば、電気絶縁
性を有するフィルム基板の表面に下電極層としての金属
電極層，光電変換層，透明電極層を順次積層してなる薄
膜太陽電池の製造方法において、形成された前記光電変
換層の表面に白色光を照射してその反射スペクトルを測
定し、５００ｎｍから２５００ｎｍの波長領域における
反射スペクトルの干渉周期の変化による光電変換層の光
学的膜厚情報の変動に基づき、光電変換層の成膜状態の
監視を行うこととする。
性を有するフィルム基板の表面に下電極層としての金属
電極層，光電変換層，透明電極層を順次積層してなる薄
膜太陽電池の製造方法において、形成された前記光電変
換層の表面に白色光を照射してその反射スペクトルを測
定し、５００ｎｍから２５００ｎｍの波長領域における
反射スペクトルの干渉周期の変化による光電変換層の光
学的膜厚情報の変動に基づき、光電変換層の成膜状態の
監視を行うこととする。
【００１９】上記によれば、反射スペクトルの干渉周期
に異常が生じた場合、光電変換層が所期の状態にないこ
とが容易に検知することができ、製造プロセスにおいて
光電変換層の成膜状態の異常を容易に監視することがで
きる。
に異常が生じた場合、光電変換層が所期の状態にないこ
とが容易に検知することができ、製造プロセスにおいて
光電変換層の成膜状態の異常を容易に監視することがで
きる。
【００２０】さらに、上記請求項１または２の方法にお
いて、順次形成される前記金属電極層，光電変換層，透
明電極層の各層の表面に白色光または単色光を照射して
その散乱光強度を測定し、前記各層成膜中に付着したパ
ウダーやフレーク等の異物の検知を行うこととする（請
求項３）。
いて、順次形成される前記金属電極層，光電変換層，透
明電極層の各層の表面に白色光または単色光を照射して
その散乱光強度を測定し、前記各層成膜中に付着したパ
ウダーやフレーク等の異物の検知を行うこととする（請
求項３）。
【００２１】上記によれば、前記光電変換層，透明電極
層の異常監視に加えて、散乱光強度の測定により、製造
プロセスにおいて異物の検知を容易に行うことができ
る。
層の異常監視に加えて、散乱光強度の測定により、製造
プロセスにおいて異物の検知を容易に行うことができ
る。
【００２２】また、上記の方法を実施するための薄膜の
成膜状態監視装置としては、薄膜太陽電池の薄膜表面に
白色光を照射するための白色光源と、照射光および反射
光を誘導する光ファイバーと、光の反射スペクトルを測
定するための分光器および検出器と、３００ｎｍから６
００ｎｍの波長領域における反射スペクトルのスロープ
の変化による透明電極層の光学的膜厚情報の変動に基づ
き、透明電極層の成膜状態の正常，異常の判定機能を有
するＣＰＵ、もしくは、５００ｎｍから２５００ｎｍの
波長領域における反射スペクトルの干渉周期の変化によ
る光電変換層の光学的膜厚情報の変動に基づき、光電変
換層の成膜状態の正常，異常の判定機能を有するＣＰＵ
とを備えたものとする（請求項４）。
成膜状態監視装置としては、薄膜太陽電池の薄膜表面に
白色光を照射するための白色光源と、照射光および反射
光を誘導する光ファイバーと、光の反射スペクトルを測
定するための分光器および検出器と、３００ｎｍから６
００ｎｍの波長領域における反射スペクトルのスロープ
の変化による透明電極層の光学的膜厚情報の変動に基づ
き、透明電極層の成膜状態の正常，異常の判定機能を有
するＣＰＵ、もしくは、５００ｎｍから２５００ｎｍの
波長領域における反射スペクトルの干渉周期の変化によ
る光電変換層の光学的膜厚情報の変動に基づき、光電変
換層の成膜状態の正常，異常の判定機能を有するＣＰＵ
とを備えたものとする（請求項４）。
【００２３】また、請求項５の発明のように、上記のも
のにおいて、前記金属電極層，光電変換層，透明電極層
の各層の表面に白色光または単色光を照射してその散乱
光強度を測定し、前記各層成膜中に付着したパウダーや
フレーク等の異物の検知を行うための散乱光強度の検出
器と異物の有無判定機能を有するＣＰＵとを備えたもの
とする。
のにおいて、前記金属電極層，光電変換層，透明電極層
の各層の表面に白色光または単色光を照射してその散乱
光強度を測定し、前記各層成膜中に付着したパウダーや
フレーク等の異物の検知を行うための散乱光強度の検出
器と異物の有無判定機能を有するＣＰＵとを備えたもの
とする。
【００２４】上記のような成膜状態監視装置を薄膜層形
成装置内に組み込み、プロセス管理モニター装置として
使用することにより、信頼性の高いプロセス管理が可能
となり、薄膜太陽電池の生産性を著しく向上させること
ができる。
成装置内に組み込み、プロセス管理モニター装置として
使用することにより、信頼性の高いプロセス管理が可能
となり、薄膜太陽電池の生産性を著しく向上させること
ができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】図面に基づき、本発明の実施の形
態について以下に述べる。
態について以下に述べる。
【００２６】図１は本発明の請求項４に関わる成膜状態
監視装置の実施例の概略構成を示す。
監視装置の実施例の概略構成を示す。
【００２７】図１において、１は白色光源、２は光ファ
イバー、５は分光器、６は検出器、７はＣＰＵを示す。
例えばキセノンランプやハロゲンランプからの白色光
を、光ファイバー２を介して太陽電池表面８に入射光３
として入射し、その反射光４のスペクトルをリニアアレ
イを有する分光器５および検出器６により瞬時に測定し
て、ＣＰＵ７により、成膜の正常，異常の判定を行う。
イバー、５は分光器、６は検出器、７はＣＰＵを示す。
例えばキセノンランプやハロゲンランプからの白色光
を、光ファイバー２を介して太陽電池表面８に入射光３
として入射し、その反射光４のスペクトルをリニアアレ
イを有する分光器５および検出器６により瞬時に測定し
て、ＣＰＵ７により、成膜の正常，異常の判定を行う。
【００２８】図２は、基板/金属電極/アモルファスシリ
コン層/透明電極層のいわゆるサブストレート型構造太
陽電池の反射スペクトルを示す。３００ｎｍから６００
ｎｍの波長領域における反射スペクトルのスロープによ
り、透明電極の光学的膜厚（屈折率×膜厚）の情報を得
ることができる。屈折率あるいは膜厚が変化すると、図
３あるいは図４に示すように、反射スペクトルのスロー
プは、上下あるいは左右にシフトする。屈折率が高くな
ると、反射率が高くなる方向へシフトし、膜厚が増大し
た場合には、右へシフトする。従って、このスロープの
状態（傾きあるいはある波長での反射率）を常に計測す
ることにより、透明電極の成膜状態をモニタリングする
ことができる。このスロープに異常が発生した場合に
は、成膜が何らかの原因で異常な状態にあるので、装置
にその情報をフィードバックし、しかるべき対応を行う
ことにより、製造プロセスにおける透明電極層の成膜状
態の監視と的確な品質管理を行うことができる。
コン層/透明電極層のいわゆるサブストレート型構造太
陽電池の反射スペクトルを示す。３００ｎｍから６００
ｎｍの波長領域における反射スペクトルのスロープによ
り、透明電極の光学的膜厚（屈折率×膜厚）の情報を得
ることができる。屈折率あるいは膜厚が変化すると、図
３あるいは図４に示すように、反射スペクトルのスロー
プは、上下あるいは左右にシフトする。屈折率が高くな
ると、反射率が高くなる方向へシフトし、膜厚が増大し
た場合には、右へシフトする。従って、このスロープの
状態（傾きあるいはある波長での反射率）を常に計測す
ることにより、透明電極の成膜状態をモニタリングする
ことができる。このスロープに異常が発生した場合に
は、成膜が何らかの原因で異常な状態にあるので、装置
にその情報をフィードバックし、しかるべき対応を行う
ことにより、製造プロセスにおける透明電極層の成膜状
態の監視と的確な品質管理を行うことができる。
【００２９】また、５００ｎｍから２５００ｎｍの波長
領域における反射スペクトルには、光電変換層としての
アモルファスシリコン層に起因する干渉が見られる。こ
の干渉の間隔（周期）により、アモルファスシリコン層
の光学的膜厚（屈折率×膜厚）の情報を得ることができ
る。アモルファスシリコン層の屈折率あるいは膜厚が変
化すると、図５に示すように、干渉の周期、即ちスペク
トルの山と山、または谷と谷の間隔が変化する。光学的
膜厚が大きい程、間隔が狭くなる。反射率のピークとボ
トムの絶対値も同時に変化する。この干渉の間隔あるい
はピークとボトムの絶対値を常に計測することにより、
アモルファスシリコン層の成膜状態を監視（モニタリン
グ）することができる。この干渉間隔やピークとボトム
の絶対値に異常が発生した場合、図示しない薄膜形成装
置にその情報をフィードバックし、しかるべき対応が行
えるようにしておくことにより、製造プロセスにおける
光電変換層の成膜状態の監視と的確な品質管理を行うこ
とができる。。
領域における反射スペクトルには、光電変換層としての
アモルファスシリコン層に起因する干渉が見られる。こ
の干渉の間隔（周期）により、アモルファスシリコン層
の光学的膜厚（屈折率×膜厚）の情報を得ることができ
る。アモルファスシリコン層の屈折率あるいは膜厚が変
化すると、図５に示すように、干渉の周期、即ちスペク
トルの山と山、または谷と谷の間隔が変化する。光学的
膜厚が大きい程、間隔が狭くなる。反射率のピークとボ
トムの絶対値も同時に変化する。この干渉の間隔あるい
はピークとボトムの絶対値を常に計測することにより、
アモルファスシリコン層の成膜状態を監視（モニタリン
グ）することができる。この干渉間隔やピークとボトム
の絶対値に異常が発生した場合、図示しない薄膜形成装
置にその情報をフィードバックし、しかるべき対応が行
えるようにしておくことにより、製造プロセスにおける
光電変換層の成膜状態の監視と的確な品質管理を行うこ
とができる。。
【００３０】図６は、太陽電池表面からの光の散乱光強
度により、薄膜太陽電池作製中に付着したパウダーおよ
びフレーク等の異物の検出を行うための成膜状態監視装
置の構成の概略を示したものである。キセノンランプや
ハロゲンランプからの白色光あるいは、レーザーダイオ
ードやHe-Neレーザー等の単色光を、光源９から光ファ
イバー２を介して太陽電池表面８に入射し、反射方向か
ら３０°以上はずれた箇所に取付けた検出器６１で散乱
光１０を計測する。太陽電池に異物が付着していると、
異常な光散乱が生じるため、検出器６１には正常時より
も強い散乱光が入射するようになる。太陽電池を製造し
ながら、この散乱光を測定し、異物付着により異常な散
乱光が検出された場合には、その情報をＣＰＵ７から図
示しない薄膜形成装置へフィードバックし、しかるべき
対応が行えるようにしておく。
度により、薄膜太陽電池作製中に付着したパウダーおよ
びフレーク等の異物の検出を行うための成膜状態監視装
置の構成の概略を示したものである。キセノンランプや
ハロゲンランプからの白色光あるいは、レーザーダイオ
ードやHe-Neレーザー等の単色光を、光源９から光ファ
イバー２を介して太陽電池表面８に入射し、反射方向か
ら３０°以上はずれた箇所に取付けた検出器６１で散乱
光１０を計測する。太陽電池に異物が付着していると、
異常な光散乱が生じるため、検出器６１には正常時より
も強い散乱光が入射するようになる。太陽電池を製造し
ながら、この散乱光を測定し、異物付着により異常な散
乱光が検出された場合には、その情報をＣＰＵ７から図
示しない薄膜形成装置へフィードバックし、しかるべき
対応が行えるようにしておく。
【００３１】上記により、製造プロセスにおいて異物の
検知を容易に行うことができる。
検知を容易に行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】この発明によれば前述のように、電気絶
縁性を有するフィルム基板の表面に下電極層としての金
属電極層，光電変換層，透明電極層を順次積層してなる
薄膜太陽電池の製造方法において、形成された前記透明
電極層の表面に白色光を照射してその反射スペクトルを
測定し、３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域における
反射スペクトルのスロープの変化による透明電極層の光
学的膜厚情報の変動に基づき、透明電極層の成膜状態の
監視を行うこととし、また、５００ｎｍから２５００ｎ
ｍの波長領域における反射スペクトルの干渉周期の変化
による光電変換層の光学的膜厚情報の変動に基づき、光
電変換層の成膜状態の監視を行うこととし、さらに、薄
膜太陽電池の製造において順次形成される前記金属電極
層，光電変換層，透明電極層の各層の表面に白色光また
は単色光を照射してその散乱光強度を測定し、前記各層
成膜中に付着したパウダーやフレーク等の異物の検知を
行うこととしたので、薄膜太陽電池の各層が、所期の状
態に成膜されているかどうかについて、簡便かつ安価な
方法により製造プロセスにおいて監視することができ、
生産性の向上と量産コストの低減を図ることができる。
縁性を有するフィルム基板の表面に下電極層としての金
属電極層，光電変換層，透明電極層を順次積層してなる
薄膜太陽電池の製造方法において、形成された前記透明
電極層の表面に白色光を照射してその反射スペクトルを
測定し、３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域における
反射スペクトルのスロープの変化による透明電極層の光
学的膜厚情報の変動に基づき、透明電極層の成膜状態の
監視を行うこととし、また、５００ｎｍから２５００ｎ
ｍの波長領域における反射スペクトルの干渉周期の変化
による光電変換層の光学的膜厚情報の変動に基づき、光
電変換層の成膜状態の監視を行うこととし、さらに、薄
膜太陽電池の製造において順次形成される前記金属電極
層，光電変換層，透明電極層の各層の表面に白色光また
は単色光を照射してその散乱光強度を測定し、前記各層
成膜中に付着したパウダーやフレーク等の異物の検知を
行うこととしたので、薄膜太陽電池の各層が、所期の状
態に成膜されているかどうかについて、簡便かつ安価な
方法により製造プロセスにおいて監視することができ、
生産性の向上と量産コストの低減を図ることができる。
【図１】本発明（請求項４）に関わる成膜状態監視装置
の実施例の概略構成を示す図
の実施例の概略構成を示す図
【図２】薄膜太陽電池の反射スペクトルを示す図
【図３】図２の３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域に
おける反射スペクトルのスロープの上下シフトを示す図
おける反射スペクトルのスロープの上下シフトを示す図
【図４】図２の３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域に
おける反射スペクトルのスロープの左右シフトを示す図
おける反射スペクトルのスロープの左右シフトを示す図
【図５】５００ｎｍから２５００ｎｍの波長領域におけ
る反射スペクトルの干渉周期の変化を示す図
る反射スペクトルの干渉周期の変化を示す図
【図６】異物の検出を行うための成膜状態監視装置の概
略構成を示す図
略構成を示す図
【図７】薄膜太陽電池の概略構成を示す斜視図
【図８】薄膜太陽電池の製造工程の概略を示す図
１：白色光源、２：光ファイバー、３：入射光、４：反
射光、５：分光器、６，６１：検出器、７，７１：ＣＰ
Ｕ、８：太陽電池表面、９：白色光源あるいは単色光
源、１０：散乱光、６１：基板、６４：下電極層、６
５：光電変換層、６６：透明電極層。
射光、５：分光器、６，６１：検出器、７，７１：ＣＰ
Ｕ、８：太陽電池表面、９：白色光源あるいは単色光
源、１０：散乱光、６１：基板、６４：下電極層、６
５：光電変換層、６６：透明電極層。
Claims (5)
- 【請求項１】 電気絶縁性を有するフィルム基板の表面
に下電極層としての金属電極層，光電変換層，透明電極
層を順次積層してなる薄膜太陽電池の製造方法におい
て、形成された前記透明電極層の表面に白色光を照射し
てその反射スペクトルを測定し、３００ｎｍから６００
ｎｍの波長領域における反射スペクトルのスロープの変
化による透明電極層の光学的膜厚情報の変動に基づき、
透明電極層の成膜状態の監視を行うことを特徴とする薄
膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項２】 電気絶縁性を有するフィルム基板の表面
に下電極層としての金属電極層，光電変換層，透明電極
層を順次積層してなる薄膜太陽電池の製造方法におい
て、形成された前記光電変換層の表面に白色光を照射し
てその反射スペクトルを測定し、５００ｎｍから２５０
０ｎｍの波長領域における反射スペクトルの干渉周期の
変化による光電変換層の光学的膜厚情報の変動に基づ
き、光電変換層の成膜状態の監視を行うことを特徴とす
る薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の薄膜太陽電池
の製造方法において、順次形成される前記金属電極層，
光電変換層，透明電極層の各層の表面に白色光または単
色光を照射してその散乱光強度を測定し、前記各層成膜
中に付着したパウダーやフレーク等の異物の検知を行う
ことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項４】 薄膜太陽電池の薄膜表面に白色光を照射
するための白色光源と、照射光および反射光を誘導する
光ファイバーと、光の反射スペクトルを測定するための
分光器および検出器と、３００ｎｍから６００ｎｍの波
長領域における反射スペクトルのスロープの変化による
透明電極層の光学的膜厚情報の変動に基づき、透明電極
層の成膜状態の正常，異常の判定機能を有するＣＰＵ、
もしくは、５００ｎｍから２５００ｎｍの波長領域にお
ける反射スペクトルの干渉周期の変化による光電変換層
の光学的膜厚情報の変動に基づき、光電変換層の成膜状
態の正常，異常の判定機能を有するＣＰＵとを備えたこ
とを特徴とする太陽電池薄膜の成膜状態監視装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の成膜状態監視装置は、さ
らに、前記金属電極層，光電変換層，透明電極層の各層
の表面に白色光または単色光を照射してその散乱光強度
を測定し、前記各層成膜中に付着したパウダーやフレー
ク等の異物の検知を行うための散乱光強度の検出器と異
物の有無判定機能を有するＣＰＵとを備えたことを特徴
とする太陽電池薄膜の成膜状態監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163805A JP2000353814A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 薄膜太陽電池の製造方法及び同薄膜の成膜状態監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163805A JP2000353814A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 薄膜太陽電池の製造方法及び同薄膜の成膜状態監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000353814A true JP2000353814A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=15781050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11163805A Pending JP2000353814A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 薄膜太陽電池の製造方法及び同薄膜の成膜状態監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000353814A (ja) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5994884A (ja) * | 1982-11-24 | 1984-05-31 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置の作製方法 |
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| JPS61222282A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-02 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池 |
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| JPH0964390A (ja) * | 1995-08-24 | 1997-03-07 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 非晶質合金半導体薄膜 |
| JPH10158833A (ja) * | 1996-12-02 | 1998-06-16 | Fuji Electric Co Ltd | マグネトロンスパッタ成膜装置および成膜方法 |
| JPH1114312A (ja) * | 1997-06-24 | 1999-01-22 | Toshiba Corp | 成膜装置及びエッチング装置 |
-
1999
- 1999-06-10 JP JP11163805A patent/JP2000353814A/ja active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|
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