JP2008184662A

JP2008184662A - プラズマｃｖｄ装置、及び、薄膜製造方法

Info

Publication number: JP2008184662A
Application number: JP2007019974A
Authority: JP
Inventors: Hisao Morooka; 久雄師岡; Minoru Kanzaki; 実神▲崎▼; Hideaki Ninomiya; 英昭二宮; Takahisa Tsuji; 隆久辻
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2027-01-30
Also published as: JP5029041B2

Abstract

【課題】プラズマの閉じ込めが可能であり、かつ、膜中へのパーティクルの取り込みを抑制できるプラズマＣＶＤ装置、及び、薄膜製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】交流電圧が印加され互いに対向する一対の電極５４、５６を備え、電極５４、５６間に原料ガスが供給されると共に、一方の電極５４の表面に沿って長尺な可撓性基板２が可撓性基板２の長手方向に供給されるプラズマＣＶＤ装置である。電極５４、５６間に存在するガスを外部に排出する排出管５３を備える。さらに、ガスを通過させる開口５８ｂが形成され、かつ、開口５８ｂの内面がフッ素樹脂から形成されたプラズマ閉込部材５８が排出管５３に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、プラズマＣＶＤ装置、及び、薄膜製造方法に関する。

近年では、地球環境保全の観点から太陽光発電の本格普及が期待されている。中でも、アモルファスシリコン膜を用いた薄型太陽電池は、長尺な可撓性基板上にステッピングロール方式やロールツーロール方式等を利用した積層・集積化プロセスにより製造できるため、他に比べて低コストでの製造が可能である。したがって、今後のさらなる普及が期待されている。通常は、可撓性基板に対してアモルファスシリコン膜がプラズマＣＶＤ法により形成される（例えば特許文献１〜４参照）。

このような装置では、電圧が印加される電極間に原料ガスが供給され、電極間に原料ガスのプラズマが形成される。そして、プラズマ雰囲気中に可撓性基板が供給されることにより、可撓性基板の表面上に薄膜が形成される。そして、反応後のガスは排出管を介して容器の外部に排出される。

ところで、このようなアモルファスシリコン膜を形成するプラズマＣＶＤ製造装置においては、原料ガスとしてシラン、ジシランなどを用い電極間にプラズマを形成することから、電極間において不可避的に副生成物であるパーティクルが生成する。電極間においてパーティクルが蓄積すると、パーティクルが膜内に取り込まれることとなり、膜の性能が劣化する。したがって、長時間運転のためには、パーティクルをガス流れに乗せて電極間から外部に効率よく排出する必要がある。

例えば、引用文献１〜４におけるプラズマＣＶＤ装置においては、電極間に存在するガスを排出管を介して外部に排出する際に、このガスの流れにパーティクルを同伴させ、電極間からパーティクルを排出するように構成されている。
特開平１１−８０９６４号公報特開平１１−１５０２８１号公報特開平９−２７９３５１号公報特開２０００−２７９４４６号公報

ところで、電極間において副生成されるパーティクルはガスの流れに乗せて排出管を介して系外へ排出させたいが、電極間に形成される原料ガスのプラズマ自体は排出管へ漏れ出させたくない。プラズマが排出管内に漏れ出すと、排出管内において余計なパーティクルの発生を助長すると共に排出管内への成膜をもたらし、原料ガスの無駄となるほか、成膜領域への電力の注入が有効に行われず、電力の無駄ともなるからである。

そこで、発明者らは、排出管に開口幅の小さいスリットを有するプラズマ閉込部材を設け、プラズマが排出管に漏れ出さないようにすることを考えた。しかしながら、プラズマが漏れ出さないようにスリットの開口幅を十分に小さくすると、パーティクルによってスリットが閉塞しやすくなることが判明した。スリットが閉塞すると、パーティクルが電極間からうまく排出されにくくなる。したがって、膜中や膜表面にパーティクルが取り込まれやすくなり、膜質の低下を引き起こすため長時間の連続運転が困難となる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、プラズマの閉じ込めが可能であり、かつ、膜中や膜表面へのパーティクルの取り込みを抑制できるプラズマＣＶＤ装置、及び、薄膜製造方法を提供することを目的とする。

本発明にかかるプラズマＣＶＤ装置は、交流電圧が印加され互いに対向する一対の電極を備え、電極間に原料ガスが供給されると共に、一方の電極の表面に沿って長尺な可撓性基板が可撓性基板の長手方向に供給されるプラズマＣＶＤ装置である。このプラズマＣＶＤ装置は、電極間に存在するガスを外部に排出する排出管を備える。また、ガスを通過させる開口が形成され、かつ、この開口の内面がフッ素樹脂により形成されたプラズマ閉込部材が、この排出管に設けられている。

本発明にかかるプラズマＣＶＤ方法は、交流電圧が印加され互いに対向する一対の電極間に原料ガスを供給すると共に、一方の電極の表面に沿って長尺な可撓性基板を可撓性基板の長手方向に供給するプラズマＣＶＤ方法である。このプラズマＣＶＤ方法は、電極間に存在するガスを排出管により外部に排出する工程を備え、この工程では、排出管に設けられたプラズマ閉込部材を介してガスを外部に排出し、プラズマ閉込部材にはガスを通過させる開口が形成され、かつ、この開口の内面がフッ素樹脂から形成されている。

本発明によれば、プラズマ閉込部材の開口を十分に小さくすることによりプラズマの排出管への漏れ出しを低減できる一方、プラズマ閉込部材の開口の内面がフッ素樹脂から形成されているので開口の内面へのパーティクルの付着が抑制され、開口の閉塞等が起こりにくくなり、パーティクルの安定的な排出が可能となる。

ここで、プラズマ閉込部材の開口の径は、プラズマ閉込部材の開口のガス入口近傍に存在するプラズマのデバイ長さ以下であることが好ましい。例えば、開口の径Ｄは２〜７ｍｍが好ましい。

これにより、開口による十分なプラズマの閉込が可能となる。

また、プラズマ閉込部材の開口はスリット状であり、複数のスリット状の開口が互いに平行に配置されていることが好ましい。

このような構成では、プラズマの閉込性能を十分維持しつつ、ガスのスムーズな排出が可能である。

また、一対の電極はそれぞれ水平に配置され、プラズマ閉込部材の各スリット状の開口は互いに鉛直方向に離間して配置され、プラズマ閉込部材のガスの入口側の面は、下方に向く傾斜面とされていることが好ましい。

これにより、パーティクルを含んだガスの流れがスムーズとなり、滞留・淀み等によるパーティクルの堆積が発生しにくい。

本発明によれば、プラズマの閉じ込めが可能であり、かつ、膜中や膜表面へのパーティクルの取り込みを抑制できるプラズマＣＶＤ装置、及び、薄膜製造方法が提供される。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

図１は、プラズマＣＶＤ装置としてのＮ室５０ａ、Ｉ室５０ｂ、Ｐ室５０ｃを含む成膜システム１００の概略構成図である。本実施形態における成膜システム１００は、いわゆるアモルファスシリコン型薄膜太陽電池の製造において、可撓性基板２上にアモルファスシリコン膜をいわゆるロールツーロール方式により形成するために用いられるものである。

この成膜システム１００は、繰出室１０、前処理室１２、Ｎ室５０ａ、Ｉ室５０ｂ、Ｐ室５０ｃ、後処理室１３、及び、巻取室２０を主として備えている。

繰出室１０では、ボビン１にロール状にあらかじめ巻き取られていた可撓性基板２を繰出す。繰出室１０から繰出された可撓性基板２は、前処理室１２、Ｎ室５０ａ、Ｉ室５０ｂ、Ｐ室５０ｃ、後処理室１３内を通過した後に巻取室２０に供給され、巻取室２０内のボビン１にロール状に巻き取られる。

前処理室１２には、電極１４、及び交流電源１８に接続された電極１６が配置されており、可撓性基板の放電洗浄処理を行う。

Ｎ室５０ａ、Ｉ室５０ｂ、Ｐ室５０ｃは、それぞれ、ｎ型アモルファスシリコン薄膜、ｉ型アモルファスシリコン薄膜、ｐ型アモルファスシリコン薄膜を可撓性基板２上に成膜する装置であり、それぞれ、接地された電極５４、及び、交流電源５９が接続された電極５６が配置されている。可撓性基板２は、それぞれ、電極５４と電極５６との間を可撓性基板２の長手方向に通り抜けるようにされており、特に、可撓性基板２が、一方の電極５４の表面に沿って移動するようにされている。

前処理室１２とＮ室５０ａとの間、Ｎ室５０ａとＩ室５０ｂとの間、Ｉ室５０ｂとＰ室５０ｃとの間、Ｐ室５０ｃと後処理室１３との間には、バッファ室３０がそれぞれ配置されている。バッファ室３０は、各室間でのガスの混合を抑制するための部屋であり、不活性ガス源ＩＮから不活性ガスが微量供給され、各部屋からのガスが流入しないようにされている。なお、バッファ室３０に不活性ガスを供給せず、バッファ室３０内のガスを高真空排気することによって各室間でのガスの混合を抑制することも可能である。また、繰出室１０から巻取室２０までの空間は、ポンプ１５により減圧状態に維持されている。

Ｎ室５０ａにはＣＶＤ反応用の原料ガスとして、例えば、ＳｉＨ_４及びドーパントとなる例えばホスフィン（ＰＨ_３）を含むガスが、Ｉ室５０ｂにはＳｉＨ_４を含むガスが、Ｐ室５０ｃにはＳｉＨ_４及びドーパントとなるジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）を含むガスが、各ガス源ＧＩから供給される。また、Ｎ室５０ａ、Ｉ室５０ｂ、Ｐ室５０ｃにおける反応後のガスは、ガス回収装置ＧＯにより各室から系外に排出される。

後処理室１３には、電極１４、及び交流電源１８に接続された電極１６が配置されており、成膜面の放電処理を行う。

続いて、Ｎ室５０ａ、Ｉ室５０ｂ、Ｐ室５０ｃの詳細について、図２及び図３を参照して詳細に説明する。ここでは、Ｎ室５０ａを例に挙げて説明するが、Ｉ室５０ｂ、Ｐ室５０ｃもＮ室５０ａ同様である。

Ｎ室５０ａは、減圧容器５１内に、アノード側として機能する接地された電極５４と、カソード側として機能し交流電源５９と接続された電極５６、原料ガスを供給する供給管５２、及び、反応後のガスを排出する排出管５３を主として備える。

電極５４及び電極５６は、それぞれ平板状をなし、互いに対向するように水平に配置されている。前述のように、可撓性基板２は一方の電極である電極５４に沿って、その長手方向に搬送される。すなわち、可撓性基板２は、電極５４及び電極５６間において、電極５４に近い位置を通過することとなる。

電極５４と可撓性基板２との距離は特に限定されないが、例えば、１ｍｍ〜５ｍｍ程度とすることができる。

供給管５２は、可撓性基板２の搬送方向（図２の左から右方向）の上流側に配置され、ガス源ＧＩからのガスを、電極５４及び電極５６間に、かつ、可撓性基板２の搬送方向に流す。

供給管５２のガス排出口には、ガス分散板５７が設けられている。ガス分散板５７は、原料ガスを供給管５２から電極間のプラズマ形成領域Ｐまで水平方向に分散させるスリット（開口）５７ｂを複数有する。スリット５７ｂは、図３に示すように、ガスの通過方向から見て、そのスリットの長さ方向が水平方向に向くように配置されている。また、スリット５７ｂは、スリットの径Ｄの方向すなわち鉛直方向に複数形成されている。各スリット５７ｂの径Ｄは特に限定されないが、プラズマ形成領域Ｐからプラズマが供給管５２内に漏れ出さないようにすべく、スリット５７ｂのガス出口５７ｄ近傍に存在するプラズマのデバイ長さλ_Ｄ以下とすることが好ましい。

また、排出管５３は、図２に示すように、可撓性基板２の搬送方向の下流側に配置され、電極５４及び電極５６間のガスを外部、すなわち減圧容器５１の外へ排出する。排出管５３の下流側には、ガスを回収するガス回収装置ＧＯが接続されている。

この排出管５３は、後述するプラズマ閉込部材５８を通過したガスを捕集してしばらく水平方向にガスを導いた後、下方に向かってガスを導くように形成されている。

プラズマ閉込部材５８は、ガスを電極間のプラズマ形成領域Ｐから排出管５３の入口まで水平方向に通過させるスリット（開口）５８ｂを複数有する。スリット５８ｂは、図３に示すように、ガスの通過方向から見て、そのスリットの長さ方向が水平方向に向くように配置されている。また、スリット５８ｂは、スリットの径Ｄの方向すなわち鉛直方向に複数形成されている。各スリット５８ｂの径Ｄは特に限定されないが、プラズマ形成領域Ｐからプラズマが排出管５３内に漏れ出さないようにすべく、スリット５８ｂのガス入口５８ｄ近傍に存在するプラズマのデバイ長さλ_Ｄ以下とすることが好ましい。ここでは、スリットの径Ｄは、長さ方向と直交する方向に定められる。

ここで、デバイ長さλ_Ｄ＝（（ε_０・ｋ_Ｂ・Ｔ_ｅ）／（ｎ・ｅ^２））^１／２である。なお、ε_０は真空の誘電率、ｋ_Ｂはボルツマン定数、Ｔ_ｅは電子温度、ｎは電子密度、ｅは電子の素電荷である。

通常用いられるグロー放電プラズマの場合、電極５４、５６間のプラズマ形成領域Ｐにおける電子温度Ｔ_ｅおよび電子密度ｎは、それぞれＴ_ｅ＝数ｅＶ〜１５ｅＶ、ｎ＝１０^１４〜１０^１６ｍ⁻³程度である。一方、プラズマ閉込部材５８におけるスリット５８ｂのガス入口５８ｄの近傍やガス分散板５７におけるスリット５７ｂのガス出口５７ｄの近傍におけるプラズマの電子密度ｎや電子温度Ｔ_ｅは、プラズマ閉込部材５８やガス分散板５７の表面との相互作用による損失の影響を受ける。具体的には、例えば、スリット５８ｂのガス入口５８ｄの近傍やスリット５７ｂのガス出口５７ｄの近傍におけるプラズマの電子密度ｎはプラズマ形成領域Ｐにおける電子密度よりも数桁程度低下して概ね１０^１２〜１０^１３ｍ⁻³程度となり、スリット５８ｂのガス入口５８ｄの近傍やスリット５７ｂのガス出口５７ｄの近傍におけるプラズマ電子温度Ｔ_ｅはプラズマ形成領域Ｐにおける電子温度よりも上昇して１０〜２０ｅＶ程度となる。したがって、スリット５８ｂのガス入口５８ｄの近傍やスリット５７ｂのガス出口５７ｄの近傍でのデバイ長さλ_Ｄはおおよそ１ｃｍ程度である。したがって、通常プラズマの閉じ込めには各スリットの径Ｄを７ｍｍ以下とすれば十分である。なお、ここでの「近傍」とは、ガス入口又は出口と、これらの入口又は出口から２０ｍｍ程度離れたところまでの領域を意味する。
一方、スリット５８ｂの径Ｄが小さすぎるとパーティクル等による詰まりや圧力損失の増大が懸念されるので、径Ｄを２ｍｍ以上とすることが好適である。好ましくは、径Ｄは３〜５ｍｍの範囲内である。

そして、ガス分散板５７、及び、プラズマ閉込部材５８はそれぞれ、フッ素樹脂製すなわちフッ素を含むポリマー製である。フッ素樹脂であれば、樹脂の材料は特に限定されないが、具体的には、フッ素樹脂として、例えば、ポリ四フッ化エチレン(PTFE)、ポリ三フッ化クロルエチレン(PCTFE)、ポリビニリデンフロライド（PVDF）、フッ化エチレンプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)などが挙げられる。）

さらに、プラズマ閉込部材５８のガス入口側の面５８ｃは、図２及び図３に示すように、下方に向く傾斜面とされている。面５８ｃと水平面とのなす各により定義される傾斜角θ（図２参照）は、たとえば、２０〜７０°とすることができる。

続いて、このようなプラズマＣＶＤ装置を含む成膜システム１００における作用について説明する。

まず、図１に示すように、ボビン１から、ＰＥＮ等の樹脂基材上にアルミニウム等の下部反射電極が予め形成された可撓性基板２を、繰出室１０ボビン１から巻取室２０のボビン１まで長手方向に搬送する。この際に、Ｎ室５０ａ、Ｉ室５０ｂ、Ｐ室５０ｃにおいて、それぞれ、可撓性基板２上に、ｎ型アモルファスシリコン薄膜、ｉ型アモルファスシリコン薄膜、ｐ型アモルファスシリコン薄膜をそれぞれプラズマＣＶＤ法によって成膜する。

具体的には、図２において、電極５４と電極５６との間に供給管５２から原料ガスを供給すると共に、電極５４と電極５６との間に所定の高周波、例えば、１３．５６ＭＨｚの交流電圧を印加する。そうすると、電極５４と電極５６との間のプラズマ形成領域Ｐに原料ガスのプラズマが発生し、可撓性基板２上にアモルファスシリコン薄膜が形成する。この成膜工程は、通常可撓性基板２を所定速度で搬送しながら連続的に行われる。

そして、反応後のガスは、可撓性基板の搬送方向に流れ、排出管５３を介して外部に輩出される。

ところで、プラズマ形成領域Ｐにおいては、原料ガスのプラズマが形成されることに伴い、不可避的にパーティクルが発生する。このようなパーティクルはその粒径が例えば０．０１〜数μｍ程度と小さく、通常、ガスの流れに乗って排出管５３を通ってプラズマ形成領域Ｐから排出される。

ここで、本実施形態においては、排出管５３の入口にプラズマ閉込部材５８が設けられている。したがって、プラズマ形成領域Ｐに形成するプラズマが排出管５３に漏れることが抑制される。したがって、排出管５３において余計なパーティクルの発生や排出管５３内での成膜等が抑制され、原料ガスの無駄や電力の無駄が低減する。

また、プラズマ閉込部材５８がフッ素樹脂により形成されているので、スリット５８ｂや面５８ｃにおけるパーティクルの付着や堆積等が抑制され、プラズマ形成領域Ｐからのパーティクルの排出が長時間安定して可能となる。したがって、可撓性基板２に形成される膜に対するパーティクルの混入を長時間にわたって安定して抑制することが可能となり、プラズマＣＶＤによる成膜を連続して低コストに行うことができる。
また、ガス分散板５７により、上述と同様の作用によりガス流れ上流側へのプラズマの漏れも低減される。

続いて、本発明により製造される太陽電池の一例について簡単に説明する。図４に示すように、可撓性基板２は、基材２ｆ上に下部反射電極２ｇが成膜されたものである。基材２ｆの材料としては、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）等の樹脂フィルムが挙げられる。

下部反射電極２ｇの材料としては、アルミニウム、チタン、銀等の金属が挙げられる。

下部反射電極２ｇ上に、ｎ型アモルファスシリコン薄膜３ｎ、ｉ型アモルファスシリコン薄膜３ｉ、ｐ型アモルファスシリコン薄膜３ｐがこの順に成膜されており、これら３つが光電変換層３を構成している。この光電変換層３を上述の成膜システムで成膜することができる。

光電変換層３の上には、例えばＩＴＯ等の透明な上部電極膜４が形成されている。また、光電変換層３及び下部反射電極２ｇは、エポキシ樹脂等の絶縁材料層６によって、積層方向と直交する方向に複数の領域に分割されている。また、これに対応して、上部電極膜４も開口７によって複数の領域に分割され、各領域は、２つの光電変換層３を跨ぐように形成されている。さらに、上部電極膜４と、下部反射電極２ｇとを導通する銀ペースト等から形成された導通部８が各領域に設けられ、各光電変換層３が直列に接続されている。

例えば、絶縁材料層６はレーザによる穴あけ後に樹脂を印刷等により塗布することにより形成でき、開口７もレーザにより形成でき、導通部８は導電材料を印刷法等により塗布した後にレーザを照射することにより、ロールツーロールやバッチ式等により形成できる。これらの工程は、集積化工程とも呼ばれる。

なお、本発明は上記実施形態に限られずさまざまな変形態様が可能である。

例えば、上記実施形態では、ガス分散板５７、及び、プラズマ閉込部材５８の開口の形態がスリット状であるがこれに限られず、例えば、円形の開口を有するもの（例えばパンチング板）でも良く、また、メッシュでもよい。いずれにしても、開口の径は、ガスの通過方向と直交する方向における最短内径により定義される。

また、プラズマ閉込部材５８の面５８ｃは、パーティクルを含むガスがスムーズに各スリットに導入するため、搬送ガスの流れに淀み点が発生しないように下方に向く傾斜面とされているが、上方を向く傾斜面でもよく、またこれに限らず、例えば鉛直面とされていても実施は可能である。

また、上記実施形態では、全体がフッ素樹脂から形成されたプラズマ閉込部材５８を採用しているがこれに限られず、少なくとも開口５８ｂの内面がフッ素樹脂で形成されていれば、それ以外の部分例えば内部等に他の材料を含んでいても本発明の本実施は可能である。このようなプラズマ閉込部材５８としては、例えば、スリットを有するアルミ製の部材の表面をアルマイト処理し、さらにその表面にフッ素樹脂をコートしたものが挙げられる。特に、開口５８ｂの内面だけでなく、プラズマ閉込部材５８のガス流れ入口側の面５８ｃの表面もフッ素樹脂により形成されていることがパーティクルの詰まり抑制の観点から好ましい。

また、上記実施形態では、ガス分散板５７の全体もフッ素樹脂により形成されているが、プラズマ閉込部材５８と同様にスリットの内面がフッ素樹脂により形成されており他の部分には他の材料を用いているものでも良い。さらに、ガス導入側であるガス分散板５７については、パーティクルによるスリットの閉塞等が起こりにくく、他の素材、例えば、金属、セラミックス等から形成されたものでも本発明の実施は可能である。

また、上記実施形態では、プラズマ閉込部材５８が排出管５３の上流側に配置されているが、排出管５３の内部に設けられていても良い。排出管５３の内部でも入口側（電極側）に配置されることが、プラズマの漏れを抑制する観点から好ましい。

また、上記実施形態では、可撓性基板２が電極５４に沿って搬送されているが、電極５６に沿って搬送されても良い。

また、上記実施形態では、ＮＩＰ型の光電変換膜を製造しているが、例えば、ＰＩＮ型、タンデム型等の他の形態の光電変換膜を上述のようにプラズマＣＶＤにより製造してもよいことは言うまでも無い。

また、上述のプラズマＣＶＤは、太陽電池用のアモルファスシリコン薄膜の製造のみならず、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等の他の用途にも転用可能である。

（実施例）
可撓性基板としては、ＰＥＮフィルム上にＤＣスパッタリング法により下地電極としてのアルミニウムを３００ｎｍ製膜したものを用いた。この可撓性基板の下地電極上に、上述の成膜システムを用いて、アモルファスシリコンによるＮＩＰ接合膜からなる光電変換層を約７００ｎｍ成膜した。なお、成膜条件は、ＳｉＨ_４：Ｈ_２＝１００：１０００、圧力１３３Ｐａ、投入電力１４０Ｗとした。各層の厚みは、Ｎ／Ｉ／Ｐ＝２０ｎｍ／７００ｎｍ／１５ｎｍとした。このとき、プラズマ閉込部材５８として、スリット径が５ｍｍであるＰＴＦＥ製のものを用いた。また、面５８ｃの傾斜角θは３０°とした。

その後、光電変換層上に透明上部電極としてのＩＴＯ層を６０ｎｍ成膜し、その後、レーザ加工による穴あけ及び導電性樹脂の印刷塗布等により、太陽電池セルを電気的に直列に接続し、最後に、絶縁性樹脂により封止をおこなった。

連続成膜のスタート地点から一定距離ごとに太陽電池をサンプリングし、開放電圧Ｖocを測定した。

（比較例）
プラズマ閉込部材５８の材質をアルミナ製とした以外は、実施例と同様にした。

連続成膜のスタート地点からの距離（以下、成膜距離とする）を所定距離で無次元化し、開放電圧Ｖocを所定電圧で無次元したデータを図４に示す。縦軸の開放電圧Ｖocは、０．９５以上であることが必要とされる。

比較例では１．２５程度の成膜距離で開放電圧がかなり劣化する。これに対して、実施例では、成膜距離１．６５程度まで開放電圧が劣化しない。開放電圧の劣化は、主として、アモルファスシリコン膜へのパーティクルの取り込みに起因すると考えられる。すなわち、パーティクルが膜中に取り込まれると空孔や欠陥が導入され、パーティクルが膜表面に付着すると上部の膜との界面性能が低下し、特性が悪化すると考えられる。

図１は、本発明の実施形態にかかる成膜システムの全体構成を示す模式図である。図２は、図１のＮ室、Ｉ室、Ｐ室の概略断面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った概略断面図である。図４は、太陽電池の一実施例を示す概略断面図である。図５は、実施例及び比較例について、各成膜距離でサンプリングした太陽電池の開放電圧を示すグラフである。

符号の説明

２…可撓性基板、２Ｄ…積層基板、５０ａ…Ｎ室（プラズマＣＶＤ装置）、５０ｂ…Ｉ室（プラズマＣＶＤ装置）、５０ｃ…Ｐ室（プラズマＣＶＤ装置）、５３…排出管、５４…電極、５６…電極、５８…プラズマ閉込部材、５８ｂ…スリット（開口）。

Claims

交流電圧が印加され互いに対向する一対の電極を備え、前記電極間に原料ガスが供給されると共に、一方の前記電極の表面に沿って長尺な可撓性基板が前記可撓性基板の長手方向に供給されるプラズマＣＶＤ装置であって、
前記電極間に存在するガスを外部に排出する排出管を備え、
前記ガスを通過させる開口が形成され、かつ、前記開口の内面がフッ素樹脂から形成されたプラズマ閉込部材が、前記排出管に設けられたプラズマＣＶＤ装置。
前記プラズマ閉込部材の開口の径は、前記プラズマ閉込部材の前記開口のガス入口近傍に存在するプラズマのデバイ長さ以下である請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
前記プラズマ閉込部材の開口の径は２〜７ｍｍである請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
前記プラズマ閉込部材の開口はスリット状であり、複数の前記スリット状の開口が互いに平行に配置された請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置。
可能である。
前記一対の電極はそれぞれ水平に配置され、
前記プラズマ閉込部材の前記各スリット状の開口は、互いに鉛直方向に離間して配置され、
前記プラズマ閉込部材の前記ガスの入口側の面は、下方に向く傾斜面とされている請求項４記載のプラズマＣＶＤ装置。
交流電圧が印加され互いに対向する一対の電極間に原料ガスを供給すると共に、一方の前記電極の表面に沿って長尺な可撓性基板を前記可撓性基板の長手方向に供給するプラズマＣＶＤ方法であって、
前記電極間に存在するガスを排出管により外部に排出する工程を備え、
前記工程では、前記排出管に設けられたプラズマ閉込部材を介して前記ガスを外部に排出し、前記プラズマ閉込部材には前記ガスを通過させる開口が形成され、かつ、前記開口の内面がフッ素樹脂から形成されたプラズマＣＶＤ方法。