JP2005235904A - 薄膜太陽電池製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】 太陽電池の品質を確保しつつ、設置コストとランニングコストを下げることができる薄膜太陽電池製造用クリーンルームを提供すること。
【解決手段】 基板搬送路上に複数の工程機器を設け、これら工程機器を経ることで基板に薄膜を形成して薄膜太陽電池とする薄膜太陽電池製造システムにおいて、前記複数の工程機器のうち、一部がクリーンルーム３０内に設置されるとともに他は該クリーンルーム３０外の一般雰囲気３１，３２に設置され、前記クリーンルーム３０と一般雰囲気３１，３２との間の隔壁に設けられた隙間窓３３，３４を通して前記基板の搬入・搬出を行う。クリーンルーム３０の清浄度はクラス１０万以下とする。また、隙間窓３３，３４の大きさは、幅が前記基板幅の＋２０％以内、高さが前記基板高さの＋５００％以内とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アモルファスシリコン太陽電池や微結晶シリコンとのタンデム太陽電池などの薄膜太陽電池を製造するための製造システムに関し、特にクリーンルームの構成に関する。

薄膜太陽電池は、例えばアモルファス太陽電池の場合、ガラス基板に透明電極を形成し、その上にアモルファスシリコン膜、さらに裏面電極を製膜する。この各製膜後にレーザーエッチングにより切断セルを直列接続させることにより太陽電池モジュールとし、これをパネル化して太陽電池パネルとする。
この太陽電池の製造工程に類似してガラス基板上に薄膜を形成する製造方法に液晶用ＴＦＴ製造に代表される工程が確立しつつある。この液晶用ＴＦＴ製造や一般的な半導体の薄膜形性においては、その歩留まり向上のためにクラス１０００以下、局所的にはクラス１００以下のクリーンルーム内で製造が行われている。このようなクリーンルームでは、設備コストと、大流量のＨＥＰＡ循環流を作り出すためにランニングコストが高い。
特開平６−３１０４２４号公報 特開２００２−２２８２２０号公報

薄膜太陽電池の製造には、膜内に取り込まれる雰囲気の浮遊塵の量を、ある基準レベルより少なくすることで、欠陥や内部短絡などの著しい発電能力低下を抑制することができる。そのため、このような従来の半導体工場のような高清浄度は不要である。したがって清浄度を落とせばコストを抑えることができるが、望ましい清浄度の基準が確立されていない。したがって、太陽電池の品質や歩留りを落とさず、かつ、コストを抑える技術開発が望まれている。

本発明においては、上記事情に鑑み、太陽電池の品質を確保しつつ、設置コストとランニングコストを下げることができる薄膜太陽電池製造用クリーンルームを提供することを目的とする。

本発明においては上記の課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に記載の発明は、基板搬送路上に複数の工程機器を設け、これら工程機器を経ることで基板に薄膜を形成して薄膜太陽電池パネルとする薄膜太陽電池製造システムにおいて、前記複数の工程機器のうち、一部がクリーンルーム内に設置されるとともに他は該クリーンルーム外の一般雰囲気に設置され、前記クリーンルームと一般雰囲気との間の隔壁に設けられた隙間窓を通して前記基板の搬入・搬出を行うことを特徴とする。

この発明においては、清浄度を必要とする機器のみクリーンルーム内に設置し、それ以外は一般雰囲気に設置する。隙間を通してクリーンルーム内外に基板を搬送することで、クリーンルームの清浄度は確保される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の薄膜太陽電池製造システムにおいて、前記クリーンルームの清浄度がクラス１０万以下であることを特徴とする。

本発明においては、クリーンルームをクラス１０万以下（すなわちクラス１０万またはそれよりも高い清浄度）として設計することで、太陽電池の品質を十分に確保しつつ、コストが抑えられる。
ここで、クラス１０万とは、０．３μｍ以上の浮遊物が１０万個/ｆｔ³以下であることを意味する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の薄膜太陽電池製造システムにおいて、前記隔壁に設けられた隙間窓の大きさは、幅が前記基板幅の＋２０％以内、高さが前記基板の水平支持時のたわみ量を含めた高さの＋５００％以内であることを特徴とする。

本発明においては、隙間窓を基板搬送に支障がない範囲で最小に抑えることにより、一般雰囲気からの塵埃の流入を抑制して、クリーンルームの清浄度を確保する。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３いずれかに記載の薄膜太陽電池製造システムにおいて、前記クリーンルームの一般雰囲気に対する差圧が０より大きく２０Ｐａ以下であることを特徴とする。

この発明においては、クリーンルームと一般雰囲気との差圧によって、一般雰囲気からクリーンルームへの塵埃の流入が抑えられる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の薄膜太陽電池製造システムにおいて、前記工程機器として、前記クリーンルーム外に透明電極製造装置が設置され、該透明電極製造装置の下流には、前記クリーンルーム内に、基板洗浄装置、レーザエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置、スパッタリングまたはイオンプレーティング装置、発電検査装置、およびこれらへの基板搬入搬出を行う基板搬送器、ならびにこれらに付随する検査装置が設置され、さらにこれらの下流の工程機器は、前記クリーンルーム外に設置されていることを特徴とする。

この発明においては、クリーンルームに設置する工程機器を、基板膜面に付着する塵埃による歩留まり低下が問題となる装置とこの前後装置に限定する。これにより高価なクリーンルームの設置面積を最小限に縮小することができる。
透明電極製造装置は一般に常圧型熱ＣＶＤ装置を使用するために、この装置の基板搬出部分からはパーティクルが出やすい為、クリーンルームを汚染しないように外に設置する。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の薄膜太陽電池製造システムにおいて、前記プラズマＣＶＤ装置が、基板搬送路の折り返し位置に設けられていることを特徴とする。

プラズマＣＶＤ装置は定期的に製膜室を開放して内部製膜ユニットを取り出して洗浄するメンテナンスが必要である。この発明においては、クリーンルームの端部にプラズマＣＶＤ装置が位置するから、装置周囲のスペースを有効に利用することで、メンテナンスが容易となり、また、基板サイズの大型化でプラズマＣＶＤ装置が大型化しても、基板の出入り口を同じ側に設けることができるから、生産状況の監視が容易となる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の薄膜太陽電池製造システムにおいて、前記クリーンルーム内に設置された工程機器のうち、更に高い清浄度を必要とする工程機器には、清浄度を高めるクリーンブースが装置出入り口に設けられていることを特徴とする。

本発明においては、プラズマＣＶＤ装置のような更に清浄度を必要とするものは、局所的にクリーンブースを設けることによって、例えばクラス１０００以下の清浄度を容易に得ることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の薄膜太陽電池製造システムにおいて、前記クリーンルーム内には、基板が収納された基板カセットを前記クリーンルーム内で搬送するための天井クレーンが設けられていることを特徴とする。

必要に応じて工程機器の出入り口に基板を差し込み・抜き出し可能とする基板カセットを設けることにより、装置の稼働状況によるタクトタイム差を吸収したり、工程内基板処理内容を変更したロットへの対応を容易にする。また１ｍ角を越える大型基板の質量は１０ｋｇを越え、この基板を１０枚以上収納する基板カセットは基板収納時に１００ｋｇ超となるが、天井クレーンにより容易に運搬可能である。また天井クレーンは大型の製膜装置などの重量物の部品を取り外し・取付けするメンテナンス時にも使用可能であり、メンテナンス効率を著しく向上させる。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の薄膜太陽電池製造システムにおいて、前記クリーンルーム内に設置された工程機器のうち、前記天井クレーンを必要とする工程機器が、クリーンルーム内の特定領域にまとめられて配置されていることを特徴とする。

基板の差し込み・抜き出しが必要となる個所は、特にプラズマＣＶＤ装置を中心とした領域に限られる。したがって、例えばプラズマＣＶＤ装置が基板搬送路の折り返し位置に設けられていれば、基板カセットを必要とする機器がＵ字状にまとまって配置されるため、基板搬送経路が一直線上に沿っている場合と比べて天井クレーンの可動領域を一個所にまとめることができる。例えば、プラズマＣＶＤ装置がクリーンルームの右端に位置していれば、クリーンルームの右側にのみ天井クレーンの可動領域を設ければよい。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれかに記載の薄膜太陽電池製造装置において、前記基板の搬送パスライン高さは、１ｍ±０．２ｍであることを特徴とする。

パスラインのこの高さは、大型基板のハンドリングが最も容易な高さであり、作業員の無駄な動作が抑えられる。したがって、余分な塵埃の発生と歩留まり低下を抑制する。

請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の薄膜太陽電池製造装置において、前記基板を各工程機器間で搬送する基板搬送器が設けられ、該基板搬送器は、材質が高密度ポリエチレンによる搬送ローラを備えていることを特徴とする。

高密度ポリエチレン（ＵＰＥ）による搬送ローラは、一般の半導体工場で使用されているテフロン（登録商標）製のものより低価格で発塵が少ない。搬送ローラは総使用個数が非常に多いことから、材料費の低コスト化は機器コストへ大きく影響する。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の薄膜太陽電池製造システムにおいて、前記クリーンルーム内に前記工程機器として基板洗浄器が設けられ、該基板洗浄器出口には前記搬送ローラで発生する静電気を取り除く静電気除去装置が設けられていることを特徴とする。

基板洗浄器出口では、基板が時としてＵＰＥローラによる摩擦により静電気が発生し、ゴミ類が基板に強固に付着する可能性がある。本発明では当該個所に静電気除去装置が設けられていることで、基板へのゴミ付着を防止する。

本発明においては以下の効果を得ることができる。
クリーンルームと一般雰囲気とが隔てられ、隙間窓により基板を搬送する。さらにクリーンルームの清浄度を太陽電池製造に適したクラス１０万以下とし、クリーンルームに設置する装置を限定し、他の装置を一般雰囲気に設置する。これによって、クリーンルームの面積を最小に縮小して、この設備コストとランニングコストを大幅に低減し、太陽電池の品質を確保可能とすることができる。

次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１に示したものは本実施形態に係る薄膜太陽電池の製造工場（薄膜太陽電池製造システム）の構成図、図２は製造工程について示した模式図である。
まず、薄膜太陽電池のうち、アモルファスシリコン太陽電池製造時の主要製造工程を図２の模式図を用いて順に列記する。
(1)ガラス基板を受け入れ
(2)ガラス基板に対して透明電極を製膜
(3)透明電極をレーザエッチング
(4)プラズマＣＶＤ装置によりアモルファスシリコン膜を製膜
(5)該アモルファスシリコン膜をエッチング
(6)スパッタリングまたはイオンプレーティング装置により裏面電極を製膜
(7)裏面電極およびアモルファスシリコン膜をエッチング
(8)これらを直列接続し、モジュールが完成
(9)モジュール発電検査
(10)周辺膜を除去
(11)カバーシート接着
(12)端子箱取付け
(13)封止材を注入
(14)発電検査
(15)電池パネル完成

このような製造工程によってアモルファスシリコン太陽電池をはじめとする薄膜太陽電池を製造する工場は、基板搬送路上に複数の工程機器を直列に設け、これら工程機器を経ることで基板に薄膜を形成して薄膜太陽電池パネルとする。特に１ｍを越える大型基板を処理するに適した各工程機器の配置図を図１に示した。以下に、アモルファスシリコン太陽電池製造時の各工程機器の配置を、基板の流れに沿って説明する。
一般雰囲気３１において基板搬入装置１に受け入れられたガラス基板は、受入基板洗浄器２で洗浄された後、管理器３を経て透明電極製膜装置４において透明電極が製膜される。透明電極製膜後、基板洗浄器５で洗浄された後、基板搬送器６によってクリーンルーム３０内へ搬送され、レーザエッチング装置７に搬入される。レーザエッチング装置７によって透明電極をレーザエッチングして短冊状に分離した後、アモルファスシリコン膜製膜前基板洗浄器８によって洗浄され、基板搬送器９によってアモルファスシリコン膜製膜装置（プラズマＣＶＤ装置）１０に搬入される。アモルファスシリコン膜製膜装置１０によってアモルファスシリコン膜が製膜され、その後、基板搬送器１１によってレーザエッチング装置１２に搬入され、アモルファスシリコン膜が透明電極のエッチング位置と少しずらした位置に短冊状にエッチングされる。次いで裏面電極製膜装置（スパッタリング装置）１３にて裏面電極が製膜され、基板搬送器１４によって裏面レーザエッチング前基板洗浄器１５に搬送され、洗浄される。その後、裏面レーザエッチング装置１６によって更にエッチング位置をずらして短冊状に裏面電極およびアモルファスシリコン膜がエッチングされ、モジュール周囲の絶縁エッチングも行なわれる。基板搬送器１７によって発電検査装置１８に搬入されて発電検査が行われる。次いで基板搬送器１９によって一般雰囲気３２へ搬送され、膜研磨装置２０で周辺膜が除去され、基板洗浄器２１で洗浄され、レイアップ装置２２、ラミネータ装置２３およびパネル化装置２４でカバーシート接着が行われ、端子台取付装置２５で端子箱が取付け・封入される。そして基板搬送器２６で発電検査装置２７に搬送され、ここで発電検査が行われた後、性能別仕分保管庫２８に仕分けられる。

図のように、各工程機器はＳ字状のスネークラインに並べられ、一部がクリーンルーム３０内に設置される。符号３１，３２は一般雰囲気の領域を示している。
クリーンルーム３０内に設置する機器は、基板洗浄器８，１５、レーザエッチング装置７，１２，１６、アモルファスシリコン膜製膜装置１０、裏面電極製膜装置１３、発電検査装置１８、およびこれらへの基板搬送器６，９，１１，１４，１７、基板カセット４０、基板バッファ装置４６，４７，４８、ならびにこれら機器に付随する検査装置（図では発電検査装置１８）に限定している。つまり、基板膜面に付着する塵埃による歩留まり低下が問題となる装置と、この前後装置に限定している。
透明電極製膜装置４はクリーンルーム３０の外に設置している。透明電極製膜装置４は一般に常圧型熱ＣＶＤ装置を用いるため、この基板搬出部分からは、気相中で成長したパーティクルが基板上に乗った状態で排出される。したがって外側で埃が舞いやすい。このため、クリーンルーム３０を汚染しないように一般雰囲気に設置している。この基板は基板洗浄器５で洗浄された後にクリーンルーム３０内へ搬送される。

アモルファスシリコン膜製膜装置（プラズマＣＶＤ装置）１０は、図のようにクリーンルーム３０端部の折り返し工程に位置している。この装置は定期的に製膜室を開放して内部製膜ユニットを取り外して余剰付着膜などを洗浄除去するメンテナンスが必要である。つまりクリーンルーム３０の端部に位置してメンテナンス領域を広く取ることができるから、容易なメンテナンスが可能となる。また、１ｍ角を越える大型基板を処理する大型の装置においても、基板の出入り口がアモルファスシリコン膜製膜装置１０の同じ側に設けられているから、生産状況を監視しやすい。

クリーンルーム３０の隔壁には、基板搬送器６，１９を通じて内外との基板の搬入・搬出が可能なように、隙間窓３３，３４が設けられている。
図３に隙間窓３３の斜視図を示した。基板搬送器６を例として構成を説明すると、符号３０ａはクリーンルーム３０の隔壁、符号３５は搬送台、符号３６は搬送台３５上に設けられた搬送ローラ、符号３７は基板である。基板３７の搬送パスライン高が床上１ｍ±０．２ｍとなるように搬送台３５の高さが設定されている。なお隙間窓３４も同様の構成である。
隙間窓３３のサイズは、基板３７のサイズによって定められる。幅は、基板３７の幅の＋２０％以内、高さは基板振動があるため基板たわみを含めた基板３７の高さの５００％以内である。基板幅が１１００ｍｍの場合、隙間窓３３の幅は１３００ｍｍ、高さは５０ｍｍである。
図では紙面右奥がクリーンルーム３０の内部であり、矢印Ａは空気の流れを示している。これは塵がクリーンルーム３０に流入しないように、後述するクリーンルーム３０の差圧管理によって生じているものである。
なお、隙間窓３３の開口を、基板搬送を阻害しないようにしたカーテン状のもので覆った状態にし、塵の流入をさらに抑えるようにしてもよい。

搬送ローラ３６の材質としては、ＵＰＥ（高密度ポリエチレン）が用いられる。各材質を比較検討した結果を図４に示した。一般的な半導体製造工場においては耐薬品性と耐熱性等を考慮してテフロン（登録商標）が多く用いられるが、太陽電池製造工程では耐薬品性を考慮する必要がないため、低価格で発塵の少ないＵＰＥを採用した。但し、基板洗浄器８，１５の出口では、基板に時としてＵＰＥローラによって静電気が発生し、ゴミ類が基板に強固に付着する可能性がある。したがって、当該基板洗浄器８，１５の出口には、静電気除去装置（イオナイザー）を併設する。

また、図１において、符号４０は必要な装置の出入り口に基板を差し込み・抜き出し可能とする基板カセットである。透明電極製膜装置４とアモルファスシリコン膜製膜装置１０および裏面電極製膜装置１３は定期的に停止してメンテナンスする必要があるが、基板カセット４０を用いることで、装置の稼働状況や定期検査用基板処理や基板処理停止期間などによるタクトタイム差を吸収することができる。また、基板カセット４０を必要に応じて搬送することで、特殊なレシピ処理や一部の処理工程を省いた処理や、積層タンデム構造の太陽電池製作の対応が可能となる。

図５に基板カセット４０の搬送方法について示した。クリーンルーム３０の図１右半分の領域の天井には、Ｘ−Ｙ方向に移動可能な天井クレーン４５が設置されている。１ｍ角を越え厚みｔが４ｍｍ以上となる大型基板は質量が１０ｋｇ以上となるため、これを収納する基板カセット４０は１０枚セットの場合１００ｋｇを超えるために人手では簡単には移動できないが、天井クレーン４５を用いることで、容易に運搬可能となる。天井クレーン４５は高い位置（例えば４ｍ）にあるので、クリーンルーム３０内の気流を乱さず、清浄度を落とさない。なお、天井クレーン４５からオイルや埃が落ちる可能性があるため、下方にはそれらを受けるパットを設けることが望ましい。

この天井クレーン４５の設置領域は、クリーンルーム３０の図１右半分の領域である。基板カセット４０を必要とする工程は、特にアモルファスシリコン膜製膜装置１０の前後（レーザエッチング装置７から裏面電極製膜装置１３まで）に限られる。したがって、本実施形態のようにアモルファスシリコン膜製膜装置１０が基板搬送路の折り返し位置に設けられていれば、レーザエッチング装置７〜裏面電極製膜装置１３がＵ字状にコンパクトに配置される。基板搬送経路が一直線上に沿っている場合と比べて天井クレーン４５の可動領域を一個所（図においてクリーンルーム３０の右半分）にまとめることができるから、図のクリーンルーム３０左半分の領域には天井クレーン４５を設ける必要がない。

さらに、図１において、符号４６〜４８は、基板を一時的に保管する基板バッファ装置である。アモルファスシリコン膜製膜装置（プラズマＣＶＤ装置）１０は、定期的に製膜室内の製膜ユニットに付着した余剰膜を除去するために、１つの製膜室の基板処理を中止してセルフクリーニングを行なったり、製膜室を開放して製膜ユニットを洗浄済のものと交換する洗浄メンテナンスを行なう必要がある。このため、前後装置に比べてタクトタイムが遅延する場合が多い。このため、前後に基板バッファ装置４６，４７を設け、これにより極力アモルファスシリコン膜製膜装置１０が中心となる稼働状況を実現させる。
また、基板バッファ装置４８は、発電検査装置１８で製品良否を判断した後、後流のパネル化工程の処理調整が必要な場合に、一般雰囲気に出す前にクリーンルーム３０内で基板を一時保管するためのものである。これにより後流のパネル工程で生産パネルサイズの変更に伴う段取り・切替作業やメンテナンスにより、パネル工程の処理時間のタイミングに差が生じた場合でも、処理基板を清浄度の高いクリーンルーム内に一時保管するので、モジュール性能低下を抑制できる。

また、各構成機器に対して片側の領域５０を、各機器に対する主アクセス面および作業員の通路として利用する。

アモルファスシリコン太陽電池をはじめとした薄膜太陽電池の製造には、膜内に取り込まれる雰囲気の浮遊塵の量を極少とすることは望ましいことではあるが、ある基準レベルより少なくすることで、欠陥や内部短絡や膜剥がれなどの著しい発電能力低下を抑制することができる。そのために必要なクリーンルム３０の清浄度はクラス１０万、ただしプラズマＣＶＤ装置入口ではクラス１０００以下とすることでも問題なく性能と歩留りを確保できることが、各種の連続製膜処理試験結果から判明した。
クリーンルーム３０は、清浄度はクラス１０万で設計される。一般雰囲気との差圧を圧力ダンパーで０より大きく２０Ｐａ以下（好ましくは１０Ｐａ）に高く管理して、クリーンルーム３０内部に一般雰囲気からの塵埃が入らないようにしながら、クリーンルーム３０内の循環空気の約１０％を排気する。具体的な例としては、図６に示したように構成する。図においてクリーンルーム３０の外側は一般雰囲気である。符号６０は吸気装置、符号６１は循環装置、符号６２は圧力ダンパーである。吸気装置６０は、プレフィルター６３，ファン６４，塩分除去フィルター６５およびＨＥＰＡフィルター６６を備え、一般雰囲気の空気を清浄化してクリーンルーム３０に吸引する。循環装置６１は、クリーンルーム３０内の空気を吸引するファン６７と、ファン６７によって吸引された空気が再びクリーンルーム３０内に排気される前に清浄化するＨＥＰＡフィルター６８を備えている。圧力ダンパー６２はディスク重量で簡単に差圧設定を可能とし、クリーンルーム３０内の空気を外部に排気する。

アモルファスシリコン膜製膜装置（プラズマＣＶＤ装置）１０は、発電性能を大きく左右するシリコン系薄膜を製膜するため、短絡欠陥や膜剥がれなどを抑制するためにクリーンルーム３０内の他の機器よりも更に高い清浄度を必要とする。そのため、図７に示したように、装置出入り口にクラス１０００以下の清浄度を実現するクリーンブース７０を設置する。符号７１はＨＥＰＡフィルターを備えたファンであり、クリーンルーム内の空気を吸い込み、ブース７０内にさらに清浄度を高めた空気を供給する。クリーンブース７０の下縁は、床面との間に５０ｍｍ程度の隙間７２が設けられており、この隙間７２と、前面に設けられた基板出入口７３とから空気Ａが吹き出される。これにより、ローダ側においては基板製膜面の清浄度を確保し、アンローダ側においては装置内への塵の混入を防止する。

本実施形態においては、以上のように構成されていることから下記の効果を得ることができる。
クリーンルーム３０の清浄度はクラス１０万で設計され、一般の半導体製造工場のような高い清浄度を必要としないから、コストを抑えることができる。そして下記の理由から、実際の清浄度はクラス１０００〜１万として管理可能となり、歩留り低下要因を余裕を持って抑制できるのである。
クリーンルーム３０の隔壁に設けられた隙間窓３３，３４が十分に小さく、そしてクリーンルーム３０内は圧力ダンパ６２によって一般雰囲気よりも高く管理しながら、クリーンルーム３０内循環空気の約１０％が排気されている。したがってクリーンルーム３０に一般雰囲気からの塵埃が入ることが防止されている。
また、アモルファスシリコン膜製膜装置１０のように更に清浄度を必要とするものは、クリーンブース７０を備えているため、クリーンルーム３０全体としては高い清浄度は必要としない。
天井クレーン４５を用いて基板カセット４０を搬送させることにより、空気の乱れを起こさず、クリーンルーム３０の清浄度低下を防止することができる。
また、基板搬送のパスライン高を、ハンドリングが容易な高さとしたことで、作業員の余計な動作が抑えられ、塵埃の発生を抑制できる。
基板を搬送する搬送ローラ３６としてＵＰＥを採用したことで、発塵を抑えることができる。また、基板洗浄器８，１５出口に静電気除去装置を設けたことにより、ＵＰＥローラによる静電気を除去し、基板へのゴミ付着を防止し、歩留まりを向上させることができる。

また、クリーンルーム３０内に設置する機器を、基板膜面に付着する塵埃による歩留まり低下が問題となる装置と、この前後装置に限定している。したがってクリーンルーム３０の面積を最小限に抑えることができ、設置コストおよびランニングコストを抑えることができる。例えば、クリーンルームを工場全体の４０％とし、建設単価を一般雰囲気の１．５倍とした場合、全体をクリーンルームとするよりも設置コストを２０％抑えることができる。
さらに、クリーンルーム３０の清浄度は半導体工場より低いため、グレーチング床を利用したクリーンルーム全体でのダウンフローが不要となり、通常の低発塵床とすることができる。したがって大型基板対応のために重量物となった各工程の処理機器の設置が容易になるとともに、グレーチング床のように床面のレベルが変化しないのでそのレベル位置管理が容易となる。

以上のように、本実施形態の薄膜太陽電池製造システムによれば、太陽電池の品質を確保しつつ、設置コストとランニングコストを下げることができ、低コスト太陽電池製造に適した製造システムを供することができる。

なお、上記の実施形態においてはクリーンルーム３０の清浄度をクラス１０万としたが、それより高い清浄度、例えばクラス１万等で設計してもよい。また、クリーンブース７０を設ける機器はアモルファスシリコン膜製膜装置１０に限らず、必要な他の機器に設けてもよいのはもちろんである。

本発明の一実施形態として示した薄膜太陽電池製造工場の構成図である。 薄膜太陽電池の製造工程について示した模式図である。 クリーンルームの隔壁に設けられた隙間窓について示した斜視図である。 搬送ローラの選定試験結果について示した表である。 基板カセットを搬送する天井クレーンの一部を示した斜視図である。 クリーンルームの差圧管理の概略構成について示した図である。 クリーンブースの構成について示した斜視図である。

符号の説明

１ 基板搬入装置
２ 受入基板洗浄器
３ 管理器
４ 透明電極製膜装置（常圧型熱ＣＶＤ装置）
５ 基板洗浄器
６ 基板搬送器
７ レーザエッチング装置
８ アモルファスシリコン膜製膜前基板洗浄器
９ 基板搬送器
１０ アモルファスシリコン膜製膜装置（プラズマＣＶＤ装置）
１１ 基板搬送器
１２ レーザエッチング装置
１３ 裏面電極製膜装置（スパッタリング装置、またはイオンプレーティング装置）
１４ 基板搬送器
１５ 裏面レーザエッチング前基板洗浄器
１６ 裏面レーザエッチング装置
１７ 基板搬送器
１８ 発電検査装置
１９ 基板搬送器
２０ 膜研磨装置
２１ 基板洗浄器
２２ レイアップ装置
２３ ラミネータ装置
２４ パネル化装置
２５ 端子台取付装置
２６ 基板搬送器
２７ 発電検査装置
２８ 性能別仕分保管庫
３０ クリーンルーム
３１，３２ 一般雰囲気
３３，３４ 隙間窓
３６ 搬送ローラ
３７ 基板
４０ 基板カセット
４５ 天井クレーン
４６〜４８ 基板バッファ装置
７０ クリーンブース

Claims (12)

1. 基板搬送路上に複数の工程機器を設け、これら工程機器を経ることで基板に薄膜を形成して薄膜太陽電池パネルとする薄膜太陽電池製造システムにおいて、
   前記複数の工程機器のうち、一部がクリーンルーム内に設置されるとともに他は該クリーンルーム外の一般雰囲気に設置され、前記クリーンルームと一般雰囲気との間の隔壁に設けられた隙間窓を通して前記基板の搬入・搬出を行うことを特徴とする薄膜太陽電池製造システム。
2. 前記クリーンルームの清浄度がクラス１０万以下であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池製造システム。
3. 前記隔壁に設けられた隙間窓の大きさは、幅が前記基板幅の＋２０％以内、高さが前記基板高さの＋５００％以内であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜太陽電池製造システム。
4. 前記クリーンルームの一般雰囲気に対する差圧が０より大きく２０Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の薄膜太陽電池製造システム。
5. 前記工程機器として、前記クリーンルーム外に透明電極製造装置が設置され、該透明電極製造装置の下流には、前記クリーンルーム内に、基板洗浄装置、レーザエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置、スパッタリングまたはイオンプレーティング装置、発電検査装置、およびこれらへの基板搬入搬出を行う基板搬送器、基板を一時保管する基板カセットやバッファー、ならびにこれらに付随する検査装置が設置され、さらにこれらの下流の工程機器は、前記クリーンルーム外に設置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の薄膜太陽電池製造システム。
6. 前記プラズマＣＶＤ装置が、基板搬送路の折り返し位置に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の薄膜太陽電池製造システム。
7. 前記クリーンルーム内に設置された工程機器のうち、更に高い清浄度を必要とする工程機器には、清浄度を高めるクリーンブースが装置出入り口に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の薄膜太陽電池製造システム。
8. 前記クリーンルーム内には、基板が収納された基板カセットを前記クリーンルーム内で搬送するための天井クレーンが設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の薄膜太陽電池製造システム。
9. 前記クリーンルーム内に設置された工程機器のうち、前記天井クレーンを必要とする工程機器が、クリーンルーム内の特定領域にまとめられて配置されていることを特徴とする請求項８に記載の薄膜太陽電池製造システム。
10. 前記基板の搬送パスライン高さは、１ｍ±０．２ｍであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の薄膜太陽電池製造装置。
11. 前記基板を各工程機器間で搬送する基板搬送器が設けられ、該基板搬送器は、材質が高密度ポリエチレンによる搬送ローラを備えていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の薄膜太陽電池製造装置。
12. 前記クリーンルーム内に前記工程機器として基板洗浄器が設けられ、該基板洗浄器出口には前記搬送ローラで発生する静電気を取り除く静電気除去装置が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の薄膜太陽電池製造システム。

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