JP2008150694A - メッキシステム、メッキ方法、並びに、色素増感型太陽電池の製造システムおよび製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】色素増感型の太陽電池の光電層となる酸化亜鉛層をフィルム部材上に容易に形成する。
【解決手段】色素増感型の太陽電池の製造システム１では、貼付装置１０１において、ロール９０から導電層が形成された樹脂フィルム９１が引き出されて架台８上に貼付され、フィルム９１が切断されることにより架台８上にフィルム部材９２が貼付されたフィルム付き架台８０が得られる。そして、フィルム付き架台８０の上下が反転されてメッキ装置１０４にて回転されつつメッキが行われることにより、フィルム部材９２の導電層上に酸化亜鉛層が形成される。その後、フィルム付き架台８０の上下が再度反転され、架台８にフィルム部材９２が貼付された状態で、洗浄および乾燥が行われる。架台８に貼付された状態で処理が行われることにより、光電層となる酸化亜鉛層をフィルム部材上に容易に形成することができる。
【選択図】図１．Ａ

Description

本発明は、樹脂フィルム上にメッキを行う技術に関連し、例えば、色素増感型太陽電池の製造に利用される。

近年、低コストにて製造可能であり、かつ、様々な製品のデザイン性を損なうことなくその電源として利用することができる色素増感型太陽電池が注目されている。色素増感型太陽電池は、導電層を有する透明基板、光電層、電解液である電荷輸送層、対極導電層を有する対極基板が積層された構造を有し、光電層の主要部となる多孔質の半導体層を形成する手法として、二酸化チタン等の半導体微粒子を基板上に塗布して高温で焼成する手法が採用されている。

さらに、最近では、例えば特許文献１に示されるように、半導体微粒子を電気泳動にて基板上に電着することにより、耐熱性の低い基板を用いて低コストにて半導体層を形成する技術が提案されている。また、この技術に関連する技術として、特許文献２では、ロールから長尺のフィルム基板を連続的に搬送しつつフィルム基板上に半導体微粒子を電着させる技術が開示されており、特許文献３では、亜鉛塩を含む電解浴にテンプレート化合物を混合しておき、この電解浴中で酸化亜鉛薄膜をカソード電析にて形成し、形成された酸化亜鉛薄膜からテンプレート化合物を脱着することにより多数の空隙を有する酸化亜鉛薄膜を得る技術が開示されている。
特開２００２−１００４１６号公報 特開２００６−５０５５号公報 特開２００４−６２３５号公報

ところで、電着や電析などのメッキを利用して半導体層を形成する場合、色素増感型太陽電池の製造コストを削減するために樹脂フィルムが基板として採用されることが好ましい。また、フィルムは特許文献２のようにロール状のフィルムとして低価格にて入手されることが好ましい。一方、メッキの均一性を向上するためには、特許文献２のように連続してメッキを行うのではなく、例えば、対象物を回転しつつメッキする手法のように、枚様式にてフィルム部材を取り扱うことが好ましい場合がある。また、フィルム部材は可撓性に富むため、メッキを容易に行うことはできない。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、枚様式にて容易にフィルム部材にメッキを行うことを主たる目的としている。

請求項１に記載の発明は、表面に導電層を有する樹脂フィルムまたは導電性を有する樹脂フィルムであるフィルム部材にメッキを行って電子デバイスに使用されるフィルムを製造するメッキシステムであって、架台上に前記フィルム部材を貼付する貼付装置と、前記架台に貼付された前記フィルム部材をメッキ液に浸漬するとともに前記フィルム部材と前記メッキ液中の電極との間に電圧を付与して前記フィルム部材にメッキを行うメッキ装置とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のメッキシステムであって、前記貼付装置が、連続体フィルムのロールから前記連続体フィルムを引き出す引き出し機構と、前記フィルム部材に対応する前記連続体フィルムの一部が前記架台に貼付された後に、または、前記フィルム部材が前記架台に貼付される前に、前記連続体フィルムを切断して前記フィルム部材を得る切断機構とを備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のメッキシステムであって、前記貼付装置が、前記フィルム部材を加熱することにより前記フィルム部材を前記架台に溶接する溶接機構を備える。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のメッキシステムであって、前記貼付装置と前記メッキ装置との間に、前記架台の上下を反転する反転装置をさらに備え、前記貼付装置において前記架台の上面に前記フィルム部材が貼付され、前記メッキ装置において前記架台に貼付された前記フィルム部材が下方を向く。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のメッキシステムであって、前記メッキ装置において、前記フィルム部材が前記メッキ液に浸漬された状態で前記架台および前記フィルム部材が回転される。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のメッキシステムであって、前記メッキ装置にてメッキされた前記フィルム部材を前記架台に貼付された状態で洗浄液にて洗浄する洗浄装置と、前記洗浄装置にて洗浄された前記フィルム部材を前記架台に貼付された状態で乾燥する乾燥装置とをさらに備える。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のメッキシステムであって、前記メッキ装置において、色素増感型太陽電池用の多孔質の半導体層が前記フィルム部材上に形成される。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のメッキシステムであって、前記半導体層が酸化亜鉛の層である。

請求項９に記載の発明は、色素増感型太陽電池の製造システムであって、表面に導電層を有する樹脂フィルムであるフィルム部材を、架台上に貼付された状態でメッキ液に浸漬するとともに、前記フィルム部材と前記メッキ液中の電極との間に電圧を付与して前記フィルム部材にメッキを行うことにより、前記フィルム部材上に多孔質の金半導体層を形成するメッキ装置と、前記架台に貼付された状態で前記フィルム部材の前記半導体層に色素を吸着させる色素付与装置とを備える。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の色素増感型太陽電池の製造システムであって、前記架台に貼付された状態で前記フィルム部材に封止剤を塗布する塗布装置と、前記架台に貼付された状態で封止剤を介して前記フィルム部材と対極導電層を有する対極基板とを接合する貼合せ装置とをさらに備える。

請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０に記載の色素増感型太陽電池の製造システムであって、前記半導体層が酸化亜鉛の層である。

請求項１２に記載の発明は、表面に導電層を有する樹脂フィルムまたは導電性を有する樹脂フィルムであるフィルム部材にメッキを行って電子デバイスに使用されるフィルムを製造するメッキ方法であって、ａ）架台上に前記フィルム部材を貼付する工程と、ｂ）前記架台に貼付された前記フィルム部材をメッキ液に浸漬するとともに前記フィルム部材と前記メッキ液中の電極との間に電圧を付与して前記フィルム部材にメッキを行う工程とを備える。

請求項１３に記載の発明は、色素増感型太陽電池の製造方法であって、ａ）表面に導電層を有する樹脂フィルムであるフィルム部材を、架台に貼付された状態でメッキ液に浸漬するとともに、前記フィルム部材と前記メッキ液中の電極との間に電圧を付与して前記フィルム部材にメッキを行うことにより、前記フィルム部材上に多孔質の半導体層を形成する工程と、ｂ）前記架台に貼付された状態で前記フィルム部材の前記半導体層に色素を吸着させる工程とを備える。

請求項１ないし８並びに請求項１２の発明では、枚様式にて容易にフィルム部材にメッキを行うことができる。また、請求項２の発明では、ロール状の連続体フィルムから枚様式へと容易に移行することができる。請求項３の発明では、溶接によりフィルム部材を架台に容易に貼付することができる。

請求項４の発明では、架台の上下を反転することにより、フィルム部材の架台への貼付およびフィルム部材のメッキを容易に行うことができ、請求項５の発明では、架台の回転によりメッキを均質化することができる。請求項６の発明では、メッキ、洗浄および乾燥の一連の工程を迅速かつ容易に行うことができる。

請求項９ないし１１並びに請求項１３の発明では、色素増感型太陽電池の製造において、メッキを含む一連の処理を枚様式にて迅速かつ容易に行うことができる。

図１．Ａないし図１．Ｄは本発明の第１の実施の形態に係る色素増感型太陽電池の製造システム１を示す図であり、製造システム１はメッキ装置を含むメッキシステムとなっている。図２．Ａおよび図２．Ｂは製造システム１の処理の流れを示す図である。

製造システム１は、図１．Ａおよび図１．Ｂに示すように、ロール９０から連続体であるフィルム９１を切断して太陽電池の透明基板となるフィルム部材９２を得るとともにフィルム部材９２を架台８に貼付する貼付装置１０１、フィルム部材９２を洗浄および乾燥する洗浄・乾燥装置１０２、フィルム部材９２が貼付された架台８（以下、「フィルム付き架台８０」という。）の上下を反転する反転装置１０３、フィルム部材９２上に多孔質の半導体層である酸化亜鉛層をメッキにて形成するメッキ装置１０４、フィルム付き架台８０をさらに反転する反転装置１０５、メッキ後のフィルム部材９２を洗浄する洗浄装置１０６、乾燥装置１０７、酸化亜鉛層に色素を吸着させる色素付与装置１０８、並びに、洗浄および乾燥を行う洗浄・乾燥装置１０９を備える。

製造システム１はさらに、図１．Ｃおよび図１．Ｄに示すように、フィルム部材９２上に封止剤を塗布する塗布装置１１０、フィルム部材９２上に対極基板９３を貼り合わせる貼合せ装置１１１、フィルム部材９２と対極基板９３との間に電解液を注入する注入装置１１２、洗浄・乾燥装置１１３、対極基板９３上にフレーム９４を貼付して対極基板９３およびフィルム部材９２を太陽電池として架台８から取り外す分離装置１１４、架台８を回収する回収装置１１５、並びに、太陽電池９５を収納する収納装置１１６を備える。

図１．Ａに示すように貼付装置１０１は、樹脂フィルムのロール９０を支持するロール支持部２０１、ロール９０から繰り出される連続体のフィルム９１に張力を与えるテンションローラ２０２、および、フィルム９１を挟み込む１対の挟持ローラ２０３を備え、フィルム９１の表面（上面）にはＩＴＯ(Indium-Tin-Oxide)の導電層が蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)等の方法により形成されている。

図３および図４は、貼付装置１０１の挟持ローラ２０３およびその下流の部位を示す斜視図であり、図３は架台８にフィルム９１が貼付される前の状態を示し、図４は貼付途上を示している。図１．Ａおよび図４に示すように、貼付装置１０１は、連続体のフィルム９１を引き出す引き出し機構２０４、挟持ローラ２０３に隣接するカッタ２０５およびダイ２０６を備え、架台８はコロ式の搬送機構２１１上に載置される。貼付装置１０１はさらに、架台８の上方にレーザ装置２０７およびカッタ２０８、並びに、図４に示すように、補助的にフィルム９１を把持する１対の補助把持部２０９を備える。

架台８にフィルム９１が貼付される際には、まず、図３に示すように回転がロックされた挟持ローラ２０３に挟まれているフィルム９１の先端が引き出し機構２０４の把持部にて把持され、挟持ローラ２０３のロックが解除されて図４に示すように把持部によりフィルム９１が架台８上まで引き出される（図２．Ａ：ステップＳ１１）。そして、挟持ローラ２０３の回転がロックされて架台８上にてフィルム９１の両側の部位が、１対の補助把持部２０９により把持され、引き出し機構２０４の把持部および補助把持部２０９が僅かに下方に移動することにより周縁部が引き下げられるようにしてフィルム９１に張力が与えられ、フィルム９１が架台８上に押しつけられる。これにより、架台８の上面とフィルム９１とが密着する。

この状態で溶接機構であるレーザ装置２０７から架台８の外縁部沿って間欠的にレーザ光が出射され、レーザ光の照射位置にてフィルム９１が一時的に加熱されて溶融し、フィルム９１（正確には、後工程の切断によりフィルム部材９２となる部位）が架台８の上面に溶接される（ステップＳ１２）。貼付装置１０１ではレーザ光を用いてフィルム９１を架台８に溶接することにより、フィルム９１を容易に架台８に貼付することができる。

その後、架台８と挟持ローラ２０３と間の切断機構であるカッタ２０５がダイ２０６上にてフィルム９１を横切ることによりフィルム９１が切断され、フィルム９１の個片であるフィルム部材９２（図１．Ａ参照）が得られる。さらに、カッタ２０８がフィルム９１の溶接箇所の外側に沿って架台８上にてフィルム部材９２を切断することにより、フィルム部材９２の外縁部が整形される。貼付装置１０１における以上の動作により、フィルム部材９２が貼付された架台８であるフィルム付き架台８０（図１．Ａ参照）が得られる（ステップＳ１３）。

フィルム付き架台８０は、図１．Ａに示すように、搬送機構２１１により洗浄・乾燥装置１０２へと搬送され、搬送方向に垂直な方向に水平に伸びる洗浄ノズル２２１からの洗浄液によりフィルム部材９２の表面の活性化処理が行われ、エアナイフ２２２により乾燥される（ステップＳ２１）。フィルム付き架台８０はさらに反転装置１０３へと送られ、反転装置１０３の１対のアーム２３１に挟持されて上方へと突き上げられる。このとき、アーム２３１の先端の回動機構により、フィルム付き架台８０の上下が反転され（ステップＳ２２）、フィルム部材９２が下方を向く。反転装置１０３の上方には、隣接するメッキ装置１０４のヘッド部２４１が待機しており、フィルム付き架台８０はヘッド部２４１の下端部である取付部２４１１に取り付けられる。

メッキ装置１０４はメッキ液を貯留するメッキ槽２４２を備え、メッキ液は、亜鉛イオンを含む電解液に帯電した酸化亜鉛の微粒子を分散したものとなっている。また、ヘッド部２４１の取付部２４１１はシャフトを介してモータ２４１２に接続されており、取付部２４１１は、浸漬された状態のフィルム部材９２の下面に形成された導電層と電気的に接続される電極を備える。ヘッド部２４１では、モータ２４１２の近傍に取り付けられたスリップリングおよび取付部２４１１の電極を介して導電層に電位を与えることが可能となっている。

メッキ装置１０４では、まず、ヘッド部２４１がメッキ槽２４２の上方へと移動してさらに下降し、フィルム付き架台８０において下方を向くフィルム部材９２がメッキ液に浸漬される。この状態でモータ２４１２の回転が開始されてフィルム部材９２の主面に垂直な軸を中心にフィルム付き架台８０が回転し、さらに、フィルム部材９２の導電層とメッキ液中の電極２４３との間に電圧が付与される。これにより、導電層上に酸化亜鉛の微粒子が安定して速やかに電着され、導電層上に均質な多孔質の半導体層である酸化亜鉛層が短時間にて形成される（ステップＳ２３）。メッキによる酸化亜鉛層の形成が完了すると、ヘッド部２４１が上昇して下流の反転装置１０５の上方へと移動する。

反転装置１０５は、上流の反転装置１０３と同様の機構となっており、反転装置１０３とは逆の手順でフィルム付き架台８０の上下を反転しつつフィルム付き架台８０を搬送機構２１２上に載置する（ステップＳ２４）。以上のように、製造システム１では貼付装置１０１とメッキ装置１０４との間に反転装置１０３を設けることにより、フィルム部材９２の架台８への貼付およびフィルム部材９２のメッキの双方を容易に行うことができ、また、メッキ装置１０４の下流にも反転装置１０５を設けることにより、メッキ装置１０４以降の処理も容易に行うことができる。

フィルム付き架台８０は搬送機構２１１に連続する図１．Ｂの搬送機構３０１上を移動して洗浄装置１０６のチャンバ内へと搬入される。洗浄装置１０６は、搬送方向に垂直な方向に伸びるアルカリ洗浄ノズル３１１および純水洗浄ノズル３１２を有し、フィルム部材９２は架台８に貼付された状態で、これらのノズルによりアルカリ洗浄液および純水による洗浄が順次施される（ステップＳ２５）。フィルム付き架台８０はさらに乾燥装置１０７へと搬入され、架台８に貼付された状態で温風によりフィルム部材９２の乾燥が行われる（ステップＳ２６）。なお、洗浄は他の洗浄液にて行われてもよく、乾燥も熱の照射やふき取り等の他の方法もより行われてもよい。洗浄および乾燥後のフィルム付き架台８０は、色素付与装置１０８へとさらに搬送される。

色素付与装置１０８は溶媒中に有機色素や金属錯体色素などの色素を分散させた色素液を貯留する色素槽３２１を有し、また、搬送機構３０１のうち色素槽３２１の上方の部分は昇降可能な昇降部３２２となっている。昇降部３２２上まで搬送されたフィルム付き架台８０は、昇降部３２２と共に下降し、フィルム付き架台８０の全体が色素液に浸漬される。フィルム部材９２が所定時間色素液に浸漬されることにより、多孔質の酸化亜鉛層に色素が染み込むように吸着され、酸化亜鉛層が太陽電池の光電層（感光層）となる（ステップＳ３１）。このように、色素付与装置１０８ではフィルム部材９２が架台８に貼付された状態でフィルム部材９２の酸化亜鉛層における色素の吸着が行われる。その後、昇降部３２２が上昇してフィルム付き架台８０が色素液から取り出され、搬送機構３０１上に戻される。

次に、フィルム付き架台８０は洗浄・乾燥装置１０９内へと搬入される。洗浄・乾燥装置１０９は洗浄ノズル３３１およびエアナイフ３３２を備え、洗浄ノズル３３１からの洗浄液によりフィルム付き架台８０の余分な色素が除去され、エアナイフ３３２からのエアにより乾燥が行われる（ステップＳ３２）。フィルム付き架台８０は搬送機構３０１から連続する図１．Ｃに示す搬送機構４０１により、塗布装置１１０へと送られる。

塗布装置１１０は、塗布ノズル４１１および塗布ノズル４１１を移動する機構を備え、塗布ノズル４１１から紫外線硬化性を有する高粘度の樹脂材料である封止剤が吐出される。このとき、塗布ノズル４１１がフィルム部材９２の外縁部に沿って移動することにより、フィルム部材９２が架台８に貼付された状態で封止剤がフィルム部材９２の外縁部全周に塗布される（図２．Ｂ：ステップＳ４１）。封止剤が塗布されたフィルム付き架台８０は貼合せ装置１１１へと移動する。

貼合せ装置１１１は、対極基板９３を保持するヘッド部４２１および紫外線照射部４２２を備え、ヘッド部４２１の下端に対極基板９３が対極導電層を下方に向けて保持される。ヘッド部４２１はフィルム付き架台８０に向かって下降し、封止剤上に付着され、さらに、フィルム部材９２と対極基板９３との間の距離が所定の距離とされる。その後、ヘッド部４２１が待避してフィルム付き架台８０が紫外線照射部４２２の下方へと移動し、透明の対極基板９３を介して紫外線が封止剤に照射されて封止剤が硬化される（ステップＳ４２）。このように、貼合せ装置１１１においてもフィルム部材９２が架台８に貼付された状態で封止剤を介してフィルム部材９２と対極基板９３との接合が行われる。

フィルム付き架台８０は注入装置１１２へとさらに搬送され、注入装置１１２にて所定の開口からフィルム部材９２と対極基板９３との間に電解液が注入されて開口が封止される（ステップＳ５１）。さらに、洗浄・乾燥装置１１３へと搬送されて、洗浄ノズル４４１およびエアナイフ４４２により洗浄および乾燥が行われる（ステップＳ５２）。

フィルム付き架台８０は搬送機構４０１から連続する図１．Ｄに示す搬送機構５０１により分離装置１１４へと搬送される。分離装置１１４はフレーム９４（いわゆる、パッケージ）を把持するヘッド部５１１およびカッタ５１２を移動する切断機構を備え、ヘッド部５１１により対極基板９３上にフレーム９４が接着固定された上で（ステップＳ５３）、切断機構によりフレーム９４の外周に沿ってフィルム部材９２が切断される（ステップＳ５４）。なお、切断箇所は図４に示す貼付装置１０１におけるフィルム部材９２と架台８との溶接箇所の内側となっており、切断によりフィルム部材９２と架台８とが物理的に分離される。

架台８から分離されたフィルム部材９２、対極基板９３およびフレーム９４である太陽電池９５は、反転アーム５１３により持ち上げられて上下が反転され、残りの架台８は回収装置１１５のロボット５２１により回収台５２２上に載置されて回収される（ステップＳ５５）。回収後の架台８は再利用または廃棄される。一方、太陽電池９５は、反転アーム５１３により収納装置１１６へと搬送され、ロボット５３１のアーム上に移載されてロボット５３１が昇降機構５３２上のカセット７５に太陽電池９５を収納する（ステップＳ５６）。

以上、第１の実施の形態に係る色素増感型の太陽電池９５の製造システム１について説明したが、製造システム１では、ロール９０からの連続体であるフィルム９１を架台８に貼付して切断することにより、連続体のフィルム９１から枚様式へと容易に移行することができる。これにより、以後の工程を枚様式にて、すなわち、個片であるフィルム部材９２としてフィルムを取り扱うことができる。特に、メッキを均質化または高速化するために回転式のメッキ装置を利用する場合、フィルムは枚様式にて取り扱う必要があるが、製造システム１では架台８にフィルム部材９２を貼り付けることにより、このような場合でも容易にフィルム部材９２にメッキを行うことができる。

また、フィルム部材９２が架台８に貼付された状態でメッキ工程のみならず、洗浄および乾燥が行われるため、メッキに関連する一連の処理を迅速かつ容易に行うことができる。さらには、酸化亜鉛層への色素の付与、対極基板９３の貼り合わせ、電解液の注入、および、フレーム９４の取り付けもフィルム部材９２が架台８に貼付された状態で行われるため、メッキ工程からこれらの工程までの一連の処理も迅速かつ容易に行うことが実現される。このように、製造システム１は色素増感型の太陽電池９５の量産にて適したシステムとなっている。

図５．Ａないし図５．Ｅは第２の実施の形態に係る色素増感型の太陽電池の製造システム１ａを示す図である。製造システム１ａは、処理の途中でフィルム付き架台８０がカセットに収納されるという点で相違し、その他の点および動作は第１の実施の形態と同様であり、適宜、図示を簡略化するとともに第１の実施の形態と同様の符号を付して説明する。

製造システム１ａでは、まず、図５．Ａに示すように、貼付装置１０１にてロール９０から引き出された連続体であるフィルム９１が架台８に貼付されると、フィルム付き架台８０がアンローダ上のカセット７１に収納される。カセット７１は搬送されて図５．Ｂのローダにセットされ、フィルム付き架台８０は洗浄・乾燥装置１０２、反転装置１０３、メッキ装置１０４、反転装置１０５、洗浄装置１０６および乾燥装置１０７を順に経由して、表面活性化、メッキ、洗浄および乾燥が施され、アンローダ上のカセット７２に収納される。カセット７２は搬送されて図５．Ｃに示すローダにセットされ、フィルム付き架台８０は色素付与装置１０８、洗浄・乾燥装置１０９、塗布装置１１０および貼合せ装置１１１を順に経由して、酸化亜鉛層における色素吸着、洗浄および乾燥、封止剤の塗布、並びに、対極基板９３の貼り合わせが行われ、アンローダ上のカセット７３に収納される。

さらに、カセット７３は搬送されて図５．Ｄに示すローダにセットされ、注入装置１１２および洗浄・乾燥装置１１３を順に経由してフィルム付き架台８０のフィルム部材９２と対極基板９３との間に電解液が注入されて洗浄および乾燥が行われ、アンローダ上のカセット７４に収納される。最後に、カセット７４は図５．Ｅに示すローダにセットされ、分離装置１１４によりフレームが取り付けられて太陽電池９５として架台８から分離され、架台８は回収装置１１５にて回収され、太陽電池９５は収納装置１１６にてカセット７５に収納される。

以上のように、製造システム１ａではフィルム部材９２が架台８に貼付された状態で太陽電池の製造が行われるため、フィルム付き架台８０を適宜カセットに収納してカセットをバッファとして容易に利用することができ、これにより、製造システム１ａの稼働効率を向上することができ、システムのレイアウトの自由度も向上することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、フィルム部材９２の導電層はＩＴＯには限定されず、酸化亜鉛やＳｎＯ_２等の他の導電層であってもよく、導電層を有するフィルム部材９２に代えて導電性を有する樹脂フィルムが利用されてもよい。

架台８は剛性が高ければ他の形状であってもよく、上記実施の形態のような環状ではなく板状であってもよい。また、連続体のフィルム９１は切断されてから架台８に貼付されてもよい。図４のカッタ２０５，２０８に代えてプレス機構によりフィルム９１やフィルム部材９２の切断が行われてもよい。

フィルム部材９２の架台８への貼付は、レーザ装置２０７以外の他の加熱による溶接機構により行われてもよい。例えば、フィルム部材９２に接触してフィルム部材９２を架台８に溶接する加熱圧着装置が利用されてもよい。さらには、フィルム部材９２の架台８への貼付は、架台８の外縁部に設けられた挟み込み機構にフィルム部材９２を挟み込むことにより行われてもよい。

上記実施の形態では、酸化亜鉛の微粒子をフィルム部材９２に電着させることにより多孔質の酸化亜鉛層が形成されるが、例えば、亜鉛イオンおよびテンプレート化合物（典型的には色素）を含むメッキ液にて電析を行うことにより酸化亜鉛層が形成されてもよい。この場合、例えば、電析後に酸化亜鉛層からテンプレート化合物を脱着させることにより、多孔質の酸化亜鉛層が形成される（前掲の特許文献３参照）。このように、メッキ装置１０４におけるメッキは電着であってもよく電析であってもよい。また、上記電析により酸化亜鉛層を形成する手法においても、フィルム部材９２をその主面に垂直な軸を中心に回転しつつメッキを行うことにより、均質化された酸化亜鉛層を短時間に形成することが実現される。

また、メッキにて形成される層は、太陽電池に利用可能な他の金属酸化物層であってもよく、さらに他の半導体層であってもよい。メッキはフィルム部材９２を回転しながら行われる必要はなく、例えば、メッキ液の噴流や層流中にてメッキが行われてもよい。

上記実施の形態では、架台８にフィルム部材９２が貼付された状態で対極基板９３にフレーム９４が取り付けられ、その後、フィルム部材９２を切断することにより太陽電池９５が取り出されるが、フレーム９４が取り付けられる前にフィルム部材９２が架台８から分離され、その後、対極基板９３上にフレーム９４が取り付けられてもよい。なお、架台８からフィルム部材９２が分離される際にもカッタ５１２に代えてプレスにより切断が行われてもよい。

上記実施の形態では、主としてコロ式の搬送機構によりフィルム付き架台８０が搬送されるが、搬送は回転式やスライド式のアームを有するロボットにより行われてもよい。

製造システム１のうち、連続体のフィルム９１を架台８に貼付してフィルム付き架台８０の状態でメッキを行う構成およびプロセスは、フィルム部材にメッキを行う他のメッキシステムに応用することができる。例えば、フィルム部材上にＩＴＯ膜をメッキにて形成するシステム、電解メッキや無電界メッキにて他の種類の層を形成するシステム等に利用することができる。これにより、質の高いメッキが施されたフィルム部材を量産することができる。さらに、架台８上にフィルム部材９２を貼付してこの状態でフィルム部材９２にメッキ、洗浄および乾燥を行う構成およびプロセスも、電解メッキ、無電界メッキの別を問わず、他の種類の層を形成するシステムに利用することができる。

このようなメッキシステムは、太陽電池用のフィルム基板の製造のみならず、フィルム状の配線基板、液晶表示装置等のＦＰＤ用のフィルム状の基板、フィルム状ＬＥＤ用の基板等の様々な電子デバイスに使用されるフィルムの製造に利用することができる。

色素増感型の太陽電池の製造システムを示す図である。 色素増感型の太陽電池の製造システムを示す図である。 色素増感型の太陽電池の製造システムを示す図である。 色素増感型の太陽電池の製造システムを示す図である。 製造システムにおける処理の流れを示す図である。 製造システムにおける処理の流れを示す図である。 フィルムの架台への貼付を示す図である。 フィルムの架台への貼付を示す図である。 色素増感型の太陽電池の製造システムを示す図である。 色素増感型の太陽電池の製造システムを示す図である。 色素増感型の太陽電池の製造システムを示す図である。 色素増感型の太陽電池の製造システムを示す図である。 色素増感型の太陽電池の製造システムを示す図である。

符号の説明

１，１ａ 製造システム
８ 架台
９０ ロール
９１ （連続体の）フィルム
９２ フィルム部材
９３ 対極基板
９５ 太陽電池
１０１ 貼付装置
１０３ 反転装置
１０４ メッキ装置
１０６ 洗浄装置
１０７ 乾燥装置
１１０ 塗布装置
１１１ 貼合せ装置
２０４ 引き出し機構
２０５ カッタ
２０７ レーザ装置
２４３ 電極
２４１２ モータ
Ｓ１１〜Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３１ ステップ

Claims (13)

1. 表面に導電層を有する樹脂フィルムまたは導電性を有する樹脂フィルムであるフィルム部材にメッキを行って電子デバイスに使用されるフィルムを製造するメッキシステムであって、
   架台上に前記フィルム部材を貼付する貼付装置と、
   前記架台に貼付された前記フィルム部材をメッキ液に浸漬するとともに前記フィルム部材と前記メッキ液中の電極との間に電圧を付与して前記フィルム部材にメッキを行うメッキ装置と、
   を備えることを特徴とするメッキシステム。
2. 請求項１に記載のメッキシステムであって、
   前記貼付装置が、
   連続体フィルムのロールから前記連続体フィルムを引き出す引き出し機構と、
   前記フィルム部材に対応する前記連続体フィルムの一部が前記架台に貼付された後に、または、前記フィルム部材が前記架台に貼付される前に、前記連続体フィルムを切断して前記フィルム部材を得る切断機構と、
   を備えることを特徴とするメッキシステム。
3. 請求項１または２に記載のメッキシステムであって、
   前記貼付装置が、前記フィルム部材を加熱することにより前記フィルム部材を前記架台に溶接する溶接機構を備えることを特徴とするメッキシステム。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のメッキシステムであって、
   前記貼付装置と前記メッキ装置との間に、前記架台の上下を反転する反転装置をさらに備え、
   前記貼付装置において前記架台の上面に前記フィルム部材が貼付され、
   前記メッキ装置において前記架台に貼付された前記フィルム部材が下方を向くことを特徴とするメッキシステム。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のメッキシステムであって、
   前記メッキ装置において、前記フィルム部材が前記メッキ液に浸漬された状態で前記架台および前記フィルム部材が回転されることを特徴とするメッキシステム。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のメッキシステムであって、
   前記メッキ装置にてメッキされた前記フィルム部材を前記架台に貼付された状態で洗浄液にて洗浄する洗浄装置と、
   前記洗浄装置にて洗浄された前記フィルム部材を前記架台に貼付された状態で乾燥する乾燥装置と、
   をさらに備えることを特徴とするメッキシステム。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のメッキシステムであって、
   前記メッキ装置において、色素増感型太陽電池用の多孔質の半導体層が前記フィルム部材上に形成されることを特徴とするメッキシステム。
8. 請求項７に記載のメッキシステムであって、
   前記半導体層が酸化亜鉛の層であることを特徴とするメッキシステム。
9. 色素増感型太陽電池の製造システムであって、
   表面に導電層を有する樹脂フィルムであるフィルム部材を、架台上に貼付された状態でメッキ液に浸漬するとともに、前記フィルム部材と前記メッキ液中の電極との間に電圧を付与して前記フィルム部材にメッキを行うことにより、前記フィルム部材上に多孔質の金半導体層を形成するメッキ装置と、
   前記架台に貼付された状態で前記フィルム部材の前記半導体層に色素を吸着させる色素付与装置と、
   を備えることを特徴とする色素増感型太陽電池の製造システム。
10. 請求項９に記載の色素増感型太陽電池の製造システムであって、
    前記架台に貼付された状態で前記フィルム部材に封止剤を塗布する塗布装置と、
    前記架台に貼付された状態で封止剤を介して前記フィルム部材と対極導電層を有する対極基板とを接合する貼合せ装置と、
    をさらに備えることを特徴とする色素増感型太陽電池の製造システム。
11. 請求項９または１０に記載の色素増感型太陽電池の製造システムであって、
    前記半導体層が酸化亜鉛の層であることを特徴とする色素増感型太陽電池の製造システム。
12. 表面に導電層を有する樹脂フィルムまたは導電性を有する樹脂フィルムであるフィルム部材にメッキを行って電子デバイスに使用されるフィルムを製造するメッキ方法であって、
    ａ）架台上に前記フィルム部材を貼付する工程と、
    ｂ）前記架台に貼付された前記フィルム部材をメッキ液に浸漬するとともに前記フィルム部材と前記メッキ液中の電極との間に電圧を付与して前記フィルム部材にメッキを行う工程と、
    を備えることを特徴とするメッキ方法。
13. 色素増感型太陽電池の製造方法であって、
    ａ）表面に導電層を有する樹脂フィルムであるフィルム部材を、架台に貼付された状態でメッキ液に浸漬するとともに、前記フィルム部材と前記メッキ液中の電極との間に電圧を付与して前記フィルム部材にメッキを行うことにより、前記フィルム部材上に多孔質の半導体層を形成する工程と、
    ｂ）前記架台に貼付された状態で前記フィルム部材の前記半導体層に色素を吸着させる工程と、
    を備えることを特徴とする色素増感型太陽電池の製造方法。

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