JP2013207113A - 製膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロールツーロールタイプで長尺状の薄板基材上に所定の処理を行って基材表面に製膜する製膜装置において、製膜面を損傷することなく、ローラによる搬送力を確実に基材に伝達できるようにする。
【解決手段】製膜装置では、第１ローラは、チャンバの外から供給される基材を製膜材料供給部側に送出するための供給側当接部５３と、製膜処理後の基材をチャンバの外に排出するための排出側当接部とを有する。基材が第１ローラの供給側当接部５３及び排出側当接部５４に接触する接触面の第１ローラの回転軸に対してなす第３巻角度θ３及び第１巻角度θ１、及び基材２がダンサロール７の外周面と接触するダンサロール当接部７１のダンサロール７の回転軸に対してなす第２巻角度θ２が、基材を安定して搬送可能となるように所定角度以上に設定される。
【選択図】図５

Description

本発明は、基材の表面に薄膜を形成するための製膜装置に関し、特に、ロールツーロールタイプで長尺状の薄板基材上に所定の処理を行って基材表面に製膜する製膜装置に関する。

太陽電池モジュールとして、複数枚の短冊状の太陽電池セルを直列に並べて接合したもの（以下、”スラット構造型”と称する）が知られている（例えば、特願２０１１−２７０４６５）。このような太陽電池モジュールに用いられる太陽電池セルは、金属材料からなる基材上に、下部導電膜（Ａｇ、ＺｎＯ等）、光電変換膜（アモルファスシリコン等）及び上部導電膜（ＩＴＯ等）の薄膜を積層したものが用いられる。下部導電膜、光電変換膜、上部導電膜は、それぞれ製膜装置の各チャンバ内において、スパッタリングやＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、蒸着法等によって形成される。

スラット構造型の太陽電池モジュールに用いられる太陽電池セルは、比較的厚みが薄く幅の狭い短冊状である。したがって、この種の太陽電池セルの製造には、製膜材料供給部側に基材を送出する送出ロールと、製膜処理が終了した後の製膜基材を巻き取る巻取ロールとを備えるロールツーロールタイプの製膜装置を用いることが有利である。

例えば、送出ロールと巻取ロールとの間に、第１〜第３チャンバを設け、第１〜第３チャンバにそれぞれ下部導電膜、光電変換膜、上部導電膜を製膜するための製膜処理部を設けるものとする。
送出ロールには、導電性材料でなるテープ状の基材が巻回状態で収納されている。送出ロールから送出される基材は、第１チャンバに導入されて、スパッタリングや蒸着法により表面に下部導電膜が形成される。

表面に下部導電膜が形成された基材は、さらに、第２チャンバに導入されて、ＣＶＤ法や蒸着法により、下部導電膜上にアモルファスシリコンなどの光電変換膜が形成される。
表面に下部導電膜及び光電変換膜が形成された基材は、第３チャンバに導入されて、スパッタリングにより、表面に上部導電膜が形成される。
製膜処理後の基材は、巻取ロールによって巻き取られる。

巻取ロールに巻き取られた製膜処理後の基材は、切断工程、接合工程を経て、スラット構造型の太陽電池モジュールとなる。

上述した製膜装置は、チャンバ内の所定の位置において基材を停止して製膜処理を実行し、製膜後の基材位置が次のチャンバ内の所定の位置になるように基材を搬送する。そして、製膜装置は、次のチャンバ内の所定の位置に基材を停止させ、次の製膜処理を行う。
このような製膜装置では、チャンバ間の間隙の分だけ製膜されない部分が生じることとなり、製膜されない基材部分が無駄になるという問題がある。また、このような製膜されない部分を少なくするためにはチャンバを大型化する必要がある。
また、このような製膜装置では、それぞれの膜の製膜レートに偏りがあると、その膜の製膜時間に、全体の製膜処理時間が律速されてしまうという問題がある。これを解決するために、一般に製膜レートが遅い膜、若しくは厚く積層する膜については、同じ膜を製膜するチャンバをいくつも並べることが多く、その結果、装置コストが増大するという問題があった。
このような問題点を解決するために、チャンバ内に回転軸が互いに傾斜した２つのローラを配置したネルソンローラを設け、このネルソンローラの間に基材を複数回巻回して、製膜処理による製膜処理が連続的に実行されて、所定の膜厚になるような製膜装置が提案されている（例えば、特願２０１１−２７０４６５）。

図９に示すように、内部に製膜材料供給部が設けられる複数のチャンバのうち、隣接する第１チャンバＣ１及び第２チャンバＣ２が、同一平面に配列された場合について考察する。
第１チャンバＣ１内には、ネルソンローラを構成する第１ローラＡ１及び第２ローラＢ１が設けられている。

第１ローラＡ１は、第１チャンバＣ１の外から供給される基材Ｄを製膜材料供給部（図示せず）側に送出し、所定の処理が終了した基材Ｄを第１チャンバＣ１の外に導出する。
第２ローラＢ１は、第１ローラＡ１の回転軸に対して傾斜した回転軸を有しており、第１ローラＡ１とともにネルソンローラを構成している。
第１ローラＡ１と第２ローラＢ１との間には基材Ｄが複数回巻回されており、平行に配列される基材Ｄに対してそれぞれ製膜処理が実行される。

第２チャンバＣ２には、同様に、ネルソンローラを構成する第１ローラＡ２と第２ローラＢ２が設けられており、この第１ローラＡ２と第２ローラＢ２に複数回巻回された基材Ｄに対して、製膜処理が実行される。

第１チャンバＣ１の外から供給される基材Ｄは、第１ローラＡ１の外周面に巻回され、第２ローラＢ１との間で複数回巻回されて、最後に第１ローラＡ１の外周面を経て第１チャンバＣ１の外に導出される。
第１チャンバＣ１から導出された基材Ｄは、第２チャンバＣ２内の第１ローラＡ２の外周面に巻回された後、第１ローラＡ２と第２ローラＢ２との間で複数回巻回されて、第２チャンバＣ２の外に導出される。

第１チャンバＣ１内の第１ローラＡ１と、第２チャンバＣ２内の第１ローラＡ２とが、同一平面上に配置されている場合には、図９に示すように、第１チャンバＣ１の第１ローラＡ１と第２チャンバＣ２の第１ローラＡ２間の基材Ｄは水平に保たれる。

図９において、第２ローラＢ１の回転軸は、第１ローラＡ１の回転軸と、水平方向ほぼ同一高さに配置されており、第２ローラＢ１の外径が第１ローラＡ１の外径より小さく設定されている。
ここで、第２ローラＢ１から第１ローラＡ１に至る基材Ｄの第１ローラＡ１外周面上の接点と、第１ローラＡ１から隣接する第２チャンバＣ２内の第１ローラＡ２に至る基材Ｄの第１ローラＡ１の外周面上の接点との間の第１巻角度θ１を、第１ローラＡ１の巻角度と称するものとする。
第１チャンバＣ１の基材Ｄの導出側において、第１ローラＡ１の外周面に当接する基材Ｄの当接範囲は、第１ローラＡ１と第２ローラＢ１の外径の差分に応じた範囲だけとなり、第１巻角度θ１が極めて小さくなる。

このように、第１ローラＡ１の導出部における第１巻角度θ１が十分でない場合には、第１ローラＡ１から基材Ｄに対して駆動力が伝達することができず、安定した搬送ができないおそれがある。

第１チャンバＣ１の第１ローラＡ１における第１巻角度θ１を大きくするためには、図１０に示すように、第２チャンバＣ２の第１ローラＡ２の水平位置を下にずらす方法が考えられる。
このためには、第１チャンバＣ１と第２チャンバＣ２の水平位置を変える必要が生じ、機器を設置するスペースが大きくなる。特に、複数の製膜処理を連続して実行するために複数のチャンバを設置するには、非常に大きなスペースを必要とし、その機構も複雑なものとなる。

基材Ｄを搬送する際に生じる基材の弛みを吸収するために、ラインの途中に、基材Ｄに一定の張力を与えるダンサロールを配置することが考えられる。
図１１に示す例では、第１チャンバＣ１の第１ローラＡ１と第２チャンバＣ２の第１ローラＡ２の間に、ダンサロールＥを配置している。

このような製膜装置では、各チャンバ内において製膜処理が実行されており、チャンバ内における製膜処理直後の基材Ｄの表面に、搬送用のローラが当接することは好ましくない。
したがって、図１１に示すように、第１チャンバＣ１の第１ローラＡ１及び第２チャンバＣ２の第１ローラＡ２よりも高い位置にダンサロールＥを設け、ダンサロールＥによる基材Ｄの張力の調整を行っている。

前述したようなダンサロールＥを設けた場合、第１チャンバＣ１の第１ローラＡ１からダンサロールＥに至る基材ＤのダンサロールＥの外周面上の接点と、ダンサロールＥから第２チャンバＣ２に至る基材ＤのダンサロールＥの外周面上の接点との間に位置する範囲が、基材ＤのダンサロールＥの外周面との当接範囲となる。この当接範囲となるダンサロールＥの第２巻角度θ２を十分に確保することができるので、基材Ｄの裏面側をダンサロールＥにより支持して搬送でき、かつダンサロールＥによる搬送力を基材Ｄに十分に伝達することができる。

しかしながら、図１１のようなダンサロールＥを設けた場合には、図９に示すように基材Ｄを水平に搬送する場合に比して、さらに、第１チャンバＣ１の第１ローラＡ１における第１巻角度θ１が小さくなる。
したがって、第１ローラＡ１による搬送力が基材Ｄに伝達され難く、また、ダンサロールＥによる張力制御も困難になるという問題がある。第１ローラＡ１と第２ローラＢ１は回転軸が傾斜していることから、第１ローラＡ１から第１チャンバＣ１の外に導出される基材Ｄが、第１ローラＡ１から離れてしまうと、正常な基材の送り出しができなくなるという問題も生じる。

本発明の課題は、ロールツーロールタイプで長尺状の薄板基材上に所定の処理を行って基材表面に製膜する製膜装置において、製膜面を損傷することなく、ローラによる搬送力を確実に基材に伝達できるようにすることにある。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。

本発明の一見地に係る製膜装置は、直列に配置された複数のチャンバに薄板長尺状の基材を搬送しながら所定の処理を連続的に行う製膜装置であって、製膜材料供給部と、第１ローラと、第２ローラと、ダンサロールとを備えている。製膜材料供給部は、チャンバ内に配置され、搬送される基材に対して所定の製膜処理を実行する。第１ローラは、チャンバの外から供給される基材を製膜材料供給部側に送出するための供給側当接部と、製膜処理後の基材をチャンバの外に排出するための排出側当接部とを有する。第２ローラは、第１ローラの回転軸と所定の角度で傾斜する回転軸を有し、第１ローラとの間で基材が複数回巻回される。ダンサロールは、隣接するチャンバの第１ローラ間に位置する基材のテンションを調整する。ここで、基材が第１ローラの供給側当接部及び排出側当接部に接触する接触面の第１ローラの回転軸に対してなす巻角度、及び基材がダンサロールの外周面と接触する接触面のダンサロールの回転軸に対してなす巻角度が、基材を安定して搬送可能となるように所定角度以上である。

この場合、ダンサロールにより、搬送中の基材の張力を適度に調整して、基材の搬送を行うことが可能である。また、基材の搬送に寄与する第１ローラの供給側当接部、排出側当接部において、基材の巻角度を十分に確保することができることから、第１ローラの駆動力を基材に伝達することができる。

ここで、第１チャンバの第１ローラの排出側当接部における基材の第１巻角度θ１、第１チャンバと第１チャンバの後段に位置する第２チャンバとの間に位置するダンサロールにおける基材の第２巻角度θ２、第２チャンバの第１ローラの供給側当接部における基材の第３巻角度θ３の合計値が最も大きくなるように、第１ローラ、第２ローラ及びダンサロールが配置されることが好ましい。

例えば、第１巻角度θ１、前記第２巻角度θ２、前記第３巻角度θ３は、θ１＋θ２＋θ３＞３０°（θ１＞０、θ２＞０、θ３＞０）を満たすように構成できる。

また、第２ローラを、第１ローラよりも基材供給の上流側であって、水平位置において第１ローラよりも低い位置に配置することで、第１ローラの供給側当接部及び排出側当接部における基材の巻角度を十分に確保することができる。

本発明によれば、ネルソンロールを用いてロールツーロールの製膜処理を連続的に実行する製膜装置において、製膜面を損傷することなく、確実にローラの駆動力を基材に伝達することができる。

図１は、本発明の製膜装置の全体構成を示す説明図である。 図２は、製膜処理部の主要構成を示す説明図である。 図３は、第１ローラと第２ローラとを外周面側方から見た説明図である。 図４は、第１ローラと第２ローラとを上方から見た説明図である。 図５は、第１実施形態の各ローラの配置関係を示す説明図である。 図６は、第２実施形態の各ローラの配置関係を示す説明図である。 図７は、第３実施形態の各ローラの配置関係を示す説明図である。 図８は、第４実施形態の各ローラの配置関係を示す説明図である。 図９は、従来例１の各ローラの配置関係を示す説明図である。 図１０は、従来例２の各ローラの配置関係を示す説明図である。 図１１は、従来例３の各ローラの配置関係を示す説明図である。 図１２は、製膜処理後の基材の一例を模式的に示す説明図である。 図１３は、スラット構造の太陽電池モジュールの説明図である。

本発明の製膜装置の実施形態について、図に基づいて説明する。
（１）概要構成
図１は、本発明の製膜装置の全体構成を示す説明図である。図２は製膜処理部３０の主要構成を示す説明図である。
製膜装置１は、基材送出ロール１０と、基材巻取ロール２０と、製膜処理部３０とを備えている。

基材送出ロール１０には、太陽電池セルの基材となる導電性の薄板長尺状の基材２が巻回状態で収納されている。
基材送出ロール１０から送出される基材２は、複数の製膜処理部３０を通過することにより、基材２上に太陽電池セルを構成するための所定の処理が連続的に実行され、基材巻取ロール２０に巻き取られる。基材巻取ロール２０に巻き取られた基材２は、その表面に太陽電池セルに必要な薄膜が積層された太陽電池セル母材がロール状になったものである。
隣接する製膜処理部３０の間には、搬送中の基材２の張力を調整するためのダンサロール７が設けられている。このダンサロール７は、搬送中の基材２の弛み等がなくなるように搬送速度を制御して基材２の張力を調整する。

以上に述べたように、基材送出ロール１０から基材巻取ロール２０に向けて基材２を搬送しながら、中間に位置する複数の製膜処理部３０において基材２に対する所定の処理を実行する。したがって、以後、基材送出ロール１０側を上流とし、基材巻取ロール２０側を下流として説明する。
基材送出ロール１０は、基材２を下流側に供給するためのものであり、この基材送出ロール１０を制御装置（図示せず）によって回転制御することにより、基材２の送出量の調整を行う。例えば、基材２が下流側から引張力を受けた状態で基材送出ロール１０を回転させることにより、基材２が下流側に送出される。また、基材送出ロール１０に適宜ブレーキをかけることによって、基材２が撓むことなく一定速度で送出できる。

基材２は、厚み０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍ、幅５ｍｍ〜５０ｍｍであり、ステンレス、銅などの導電性材料を薄板長尺状にしたものを用いることができる。ただし、厚さ、幅、材質については、ここに記載したものに限定されるものではない。
基材巻取ロール２０は、制御装置（図示せず）により駆動制御されることにより、基材２の巻取量を増減することができるようになっている。例えば、送出された基材２が撓むのを抑えながら、逆に基材２に必要以上の張力がかからないように、巻き取られるように構成される。本実施形態では、基材送出ロール１０から送出された基材２が一定速度で搬送され、基材巻取ロール２０に巻き取られるように駆動制御されている。

なお、これら基材送出ロール１０と基材巻取ロール２０は、それぞれ真空環境を形成するチャンバ１１ａ、１１ｂ内に配置される。

（２）製膜処理部３０
製膜処理部３０は、基材２上に太陽電池に必要な薄膜を形成するためのものである。本実施形態では、複数の製膜処理部３０が設けられている。具体的には、基材送出ロール１０と基材巻取ロール２０との間に、複数の製膜処理部３０が直線状に配置されている。基材送出ロール１０から送出された基材２が各製膜処理部３０を走行して通過する際に、基材２上に順次薄膜が形成される。

製膜処理部３０は、それぞれスパッタリング又はＣＶＤ法、蒸着法等による製膜装置で構成されており、図２に示すように、チャンバ３と、このチャンバ３内に収容されるローラ部５及び製膜材料供給部６とを備えている。

チャンバ３は、その内部を真空環境に維持するものである。真空環境に維持されたチャンバ３内に製膜材料供給部６から特定の製膜材料が供給されることにより、基材２上に所定の薄膜が形成される。なお、本実施形態では、チャンバ３を真空環境に維持しているが、真空環境でなくても、製膜対象に応じた環境（例えば、大気圧環境）に維持するものであってもよい。
チャンバ３には、上流側から搬送される基材２を受け入れるための基材導入口３ａと、製膜処理後の基材２を下流側に送出するための基材導出口３ｂとが設けられている。
これら基材導入口３ａと基材導出口３ｂとは、基材２が通過可能にシールされており、基材２が搬送により走行した場合でも、各チャンバ３内は薄膜を形成するために適切な真空度を維持するように構成される。

ローラ部５は、第１ローラ５１、第２ローラ５２を備えている。
第１ローラ５１は、軸回りに回転可能であって、外周面に沿って基材２を走行させる。第２ローラ５２は、第１ローラ５１と所定距離離間して配置されており、第１ローラ５１との間で基材２が複数回巻回されることにより、第１ローラ５１の外周面に位置する基材２を所定の間隔で複数列整列させる。
第１ローラ５１と第２ローラ５２とは、それぞれの回転軸が所定の角度で傾斜しているネルソンローラを構成している。

（３）ローラ部５
図３は、第１ローラ５１と第２ローラ５２とを外周面側方から見た説明図である。また、図４は、第１ローラ５１と第２ローラ５２とを上方から見た説明図である。
第１ローラ５１と第２ローラ５２とは、ともに円筒形状で形成されており、それぞれ軸回りに回転可能に支持されている。図示した例では、第２ローラ５２は、第１ローラ５１に比して小径に形成されており、第１ローラ５１に対して所定距離離間して配置されている。
また、第１ローラ５１と第２ローラ５２の回転軸はそれぞれ所定角度傾斜した状態で配置される。

第１ローラ５１及び第２ローラ５２の外周面には、上流側から供給された基材２が複数回巻回されることにより、複数列の基材２が軸方向に所定間隔で整列される。
図２に示すように、第１ローラ５１の外周面に対向して製膜材料供給部６が配置されている。第１ローラ５１の外周面に複数列で整列した基材２に対して、製膜材料供給部６から製膜材料を供給することにより、基材２を走行状態で連続的に製膜処理を実行することができる。

ここで、第１ローラ５１及び第２ローラ５２に基材２を巻回する回数を変更することによって、基材２が製膜材料供給部６と対向する位置を通過する回数及び時間を調整することが可能となる。それにより、形成される膜厚が調整される。

（４）第１実施形態
図５は、本発明の第１実施形態の各ローラの配置関係を示す説明図である。
図５では、２つのチャンバ内に設けられる第１ローラ５１、第２ローラ５２及び２つのチャンバ間に設けられるダンサロール７の配置関係を示すものであって、チャンバ３及び製膜材料供給部６を省略している。

第１のチャンバ内に配置される第１ローラ５１ａと第２ローラ５２ａとは、それぞれの回転軸が上下方向に所定距離だけ離間して配置されている。言い換えると、第２ローラ５２ａは、第１ローラ５１ａの下方に（より具体的には、真下に）配置されている。第１ローラ５１ａの外径は、第２ローラ５２ａの外径よりも小さく設定されている。
同様に、第２のチャンバ内に配置される第１ローラ５１ｂと第２ローラ５２ｂとは、それぞれの回転軸が上下方向に所定距離だけ離間して配置されている。言い換えると、第２ローラ５２ｂは、第１ローラ５１ｂの下方に（より具体的には、真下に）配置されている。第１ローラ５１ｂの外径は、第２ローラ５２ｂの外径よりも小さく設定されている。

第１ローラ５１ａと第１ローラ５１ｂとは、ほぼ同一高さに配置されており、第２ローラ５２ａと第２ローラ５２ｂとは、ほぼ同一高さに配置されている。
ダンサロール７は、第１ローラ５１ａと第１ローラ５１ｂに対して、上下方向位置が高くなっている。

第１ローラ５１ａ、５１ｂの外周面のうち、チャンバの外から供給される基材２をそれぞれ製膜材料供給部側に送出するために、基材２と接触する接触面を供給側当接部５３とする。また、第１ローラ５１ａ、５１ｂの外周面のうち、製膜処理後の基材２をチャンバの外に排出するために、基材２と接触する接触面を排出側当接部５４とする。

また、第１ローラ５１ａからダンサロール７に至る基材２のダンサロール７の外周面における接点と、ダンサロール７から第１ローラ５１ｂに至る基材２のダンサロール７の外周面における接点との間のダンサロール７の外周面をダンサロール当接部７１とする。

さらに、図５に示すように、第１ローラ５１ａの排出側当接部５４における基材２の巻角度を第１巻角度θ１とし、ダンサロール７のダンサロール当接部７１における基材２の巻角度を第２巻角度θ２とし、第１ローラ５１ｂの供給側当接部５３における基材２の巻角度を第３巻角度θ３とする。

ダンサロール７と、第１ローラ５１ａ、５１ｂとの上下方向位置が近い場合には、第２巻角度θ２が小さくなって、ダンサロール７からの駆動力が基材２に伝達し難くなる。
したがって、ダンサロール７と、第１ローラ５１ａ、５１ｂとの上下方向の距離は、ダンサロール７の駆動力が基材２に伝達可能な第２巻角度θ２が得られるように設定される。

ダンサロール７と、第１ローラ５１ａ、５１ｂとの上下方向位置が離れすぎると、第１巻角度θ１及び第３巻角度θ３が小さくなってしまうが、第２ローラ５２ａ、５２ｂがそれぞれ第１ローラ５１ａ、５１ｂの下方に位置していることから、ある程度ダンサロール７の上下方向位置を上方に設置しても、第１巻角度θ１及び第３巻角度θ３を十分に確保することが可能である。

以上のように、ダンサロール７の上下方向位置は、第１巻角度θ１、第２巻角度θ２、第３巻角度θ３がそれぞれ小さくなりすぎないように配置することが好ましく、各巻角度の合計θ１＋θ２＋θ３が少しでも大きくなるように設定される。例えば、各巻角度の合計θ１＋θ２＋θ３＞３０°（θ１＞０、θ２＞０、θ３＞０）となるように、第１ローラ５１ａ、５１ｂ、第２ローラ５２ａ、５２ｂ及びダンサロール７の配置及び外径寸法を設定する。

この第１実施形態では、第２ローラ５２ａ、５２ｂの外径を大きくしても、第１巻角度θ１及び第３巻角度θ３をある程度の大きさにすることができる。したがって、第２ローラ５２ａ、５２ｂの外周面に基材２が接触している範囲を大きくすることができ、この第２ローラ５２ａ、５２ｂの外周面に対向する位置に、製膜材料供給部６を配置することが可能となる。
また、ダンサロール７の上下方向位置を適宜選択することで、ダンサロール７における基材２の第２巻角度θ２を確保することができ、ダンサロール７の駆動力を基材２に確実に伝達することができ、基材２の張力を適切に調整することが可能である。

（５）第２実施形態
図６は、本発明の第２実施形態の各ローラの配置関係を示す説明図である。
図６では、図５と同様に、２つのチャンバ内に設けられる第１ローラ５１、第２ローラ５２及び２つのチャンバ間に設けられるダンサロール７の配置関係を示すものであって、チャンバ３及び製膜材料供給部６を省略している。

第１のチャンバ内に配置される第２ローラ５２ａは、第１ローラ５１ａの斜め下方に所定距離だけ離間して配置されている。第１ローラ５１ａの外径は、第２ローラ５２ａの外径よりも小さく設定されている。
同様に、第２のチャンバ内に配置される第２ローラ５２ｂは、第１ローラ５１ｂの斜め下方に所定距離だけ離間して配置されている。第１ローラ５１ｂの外径は、第２ローラ５２ｂの外径よりも小さく設定されている。

第１ローラ５１ａと第１ローラ５１ｂとは、ほぼ同一高さに配置されており、第２ローラ５２ａと第２ローラ５２ｂとは、ほぼ同一高さに配置されている。
ダンサロール７は、第１ローラ５１ａと第１ローラ５１ｂに対して、上下方向位置が高くなっている。

第１実施形態と同様に、第１ローラ５１ａ、５１ｂの外周面が、供給側当接部５３と排出側当接部５４と有し、それぞれが基材２と接触する部分の巻角度を第３巻角度θ３、第１巻角度θ１とする。
また、ダンサロール７と基材２とが接触するダンサロール７の外周面をダンサロール当接部７１とし、ダンサロール当接部７１における基材２の巻角度を第２巻角度θ２とする。

この第２実施形態についても、ダンサロール７と、第１ローラ５１ａ、５１ｂとの上下方向位置が離れすぎると、第１巻角度θ１及び第３巻角度θ３が小さくなってしまうが、第２ローラ５２ａ、５２ｂがそれぞれ第１ローラ５１ａ、５１ｂの斜め下方に位置していることから、ダンサロール７の上下方向位置を上げても、第１巻角度θ１及び第３巻角度θ３を十分に確保することが可能である。

ただし、第２ローラ５２ａ、５２ｂが、それぞれ第１ローラ５１ａ、５１ｂから水平方向に離れすぎると、第１巻角度θ１又は第３巻角度θ３が小さくおそれがある。したがって、第１巻角度θ１又は第３巻角度θ３が小さくならないように、第２ローラ５２ａ、５２ｂの配置、及び外径寸法を設定することが好ましい。

この第２実施形態の場合についても、第１巻角度θ１、第２巻角度θ２、第３巻角度θ３がそれぞれ小さくなりすぎないように配慮することが好ましく、各巻角度の合計θ１＋θ２＋θ３が少しでも大きくなるように、第１ローラ５１ａ、５１ｂ、第２ローラ５２ａ、５２ｂ及びダンサロール７の配置及び外径寸法を設定する。例えば、各巻角度の合計θ１＋θ２＋θ３＞３０°（θ１＞０、θ２＞０、θ３＞０）となるように、第１ローラ５１ａ、５１ｂ、第２ローラ５２ａ、５２ｂ及びダンサロール７の配置及び外径寸法を設定する。
この第２実施形態についても、第２ローラ５２ａ、５２ｂの外周面に基材２が接触している範囲を大きくすることができ、この第２ローラ５２ａ、５２ｂの外周面に対向する位置に、製膜材料供給部６を配置することが可能となる。

（６）第３実施形態
図７は、本発明の第３実施形態の各ローラの配置関係を示す説明図である。
図７では、図５と同様に、２つのチャンバ内に設けられる第１ローラ５１、第２ローラ５２及び２つのチャンバ間に設けられるダンサロール７の配置関係を示すものであって、チャンバ３及び製膜材料供給部６を省略している。

第１のチャンバ内に配置される第２ローラ５２ａは、第１ローラ５１ａに対して、基材２の供給方向上流側であって、水平方向に所定距離だけ離間して配置されている。第２ローラ５２ａの外径は、第１ローラ５１ａの外径より小さく構成されている。
同様に、第２のチャンバ内に配置される第２ローラ５２ｂは、第１ローラ５１ｂに対して、基材２の供給方向上流側であって、水平方向に所定距離だけ離間して配置されている。第２ローラ５２ｂの外径は、第１ローラ５１ｂの外径より小さく構成されている。

第１ローラ５１ａと第１ローラ５１ｂとは、同一高さに配置されており、第２ローラ５２ａと第２ローラ５２ｂとは、水平方向に対してほぼ同一高さに配置されている。
ダンサロール７は、第１ローラ５１ａと第１ローラ５１ｂに対して上方に配置されている。

第１実施形態と同様に、第１ローラ５１ａ、５１ｂの外周面が、供給側当接部５３と排出側当接部５４と有し、それぞれが基材２と接触する部分の巻角度を第３巻角度θ３、第１巻角度θ１とする。
また、ダンサロール７と基材２とが接触するダンサロール７の外周面をダンサロール当接部７１とし、ダンサロール当接部７１における基材２の巻角度を第２巻角度θ２とする。

この第３実施形態においては、第２ローラ５２ａ、５２ｂの外径を、第１ローラ５１ａ、５１ｂの外径よりも小さくし、第２ローラ５２ａ、５２ｂと、第１ローラ５１ａ、５１ｂとの距離を小さくすることが好ましい。
ただし、基材２の曲げ強度等を考慮して、第２ローラ５２ａ、５２ｂの外径が所定値以下にならないように考慮する必要がある。
このように、第２ローラ５２ａ、５２ｂと、第１ローラ５１ａ、５１ｂの外径寸法及び配置を考慮することにより、第１巻角度θ１を所定の角度以上にできる。

ダンサロール７と、第１ローラ５１ａ、５１ｂとの上下方向位置が離れすぎると、第１巻角度θ１及び第３巻角度θ３が小さくなってしまう。したがって、ダンサロール７は、第１巻角度θ１及び第２巻角度θ２がそれぞれ所定の角度以上になるように、配置する必要がある。
このように、ダンサロール７の位置、第１ローラ５１ａ、５１ｂと第２ローラ５２ａ、５２ｂとの外径差、及び第１ローラ５１ａ、５１ｂと第２ローラ５２ａ、５２ｂの距離を適宜調整することによって、第１巻角度θ１、第２巻角度θ２、第３巻角度θ３がそれぞれ小さくなりすぎないようにする。例えば、前述した実施形態と同様に、各巻角度の合計θ１＋θ２＋θ３＞３０°（θ１＞０、θ２＞０、θ３＞０）となるように、第１ローラ５１ａ、５１ｂ、第２ローラ５２ａ、５２ｂ及びダンサロール７の配置及び外径寸法を設定する。

第３実施形態では、第１ローラ５１ａ、５１ｂの外径が大きいことから、製膜材料供給部６を第１ローラ５１ａ、５１ｂの外周面に対向して配置することができる。
また、第１ローラ５１ａ、５１ｂと第２ローラ５２ａ、５２ｂは、各チャンバ内においてほぼ水平方向に並列に配置されることから、チャンバ内における製膜材料供給部６の設置位置の自由度が大きく、また、装置全体を高さ方向に小型化することができる。
第２ローラ５２ａ、５２ｂを、第１ローラ５１ａ、５１ｂに対して、基材２の供給方向下流側に配置することも可能である。
この場合には、第３巻角度θ３が小さくなりすぎないように考慮して、第１ローラ５１ａ、５１ｂ、第２ローラ５２ａ、５２ｂ及びダンサロール７の配置及び外径寸法を設定する。

（７）第４実施形態
図８は、本発明の第４実施形態の各ローラの配置関係を示す説明図である。
図８では、図５と同様に、２つのチャンバ内に設けられる第１ローラ５１、第２ローラ５２及び２つのチャンバ間に設けられるダンサロール７の配置関係を示すものであって、チャンバ３及び製膜材料供給部６を省略している。

第１のチャンバ内に配置される第１ローラ５１ａと第２ローラ５２ａとは、それぞれの回転軸が上下方向に所定距離だけ離間して配置されている。言い換えると、第２ローラ５２ａは、第１ローラ５１ａの下方に（より具体的には、真下に）配置されている。第１ローラ５１ａの外径は、第２ローラ５２ａの外径よりも大きく設定されている。
同様に、第２のチャンバ内に配置される第１ローラ５１ｂと第２ローラ５２ｂとは、それぞれの回転軸が上下方向に所定距離だけ離間して配置されている。言い換えると、第２ローラ５２ａは、第１ローラ５１ａの下方に（より具体的には、真下に）配置されている。第１ローラ５１ｂの外径は、第２ローラ５２ｂの外径よりも大きく設定されている。

第１ローラ５１ａと第１ローラ５１ｂとは、ほぼ同一高さに配置されており、第２ローラ５２ａと第２ローラ５２ｂとは、ほぼ同一高さに配置されている。
ダンサロール７は、第１ローラ５１ａと第１ローラ５１ｂに対して、上下方向位置が高くなっている。

第１実施形態と同様に、第１ローラ５１ａ、５１ｂの外周面が、供給側当接部５３と排出側当接部５４と有し、それぞれが基材２と接触する部分の巻角度を第３巻角度θ３、第１巻角度θ１とする。
また、ダンサロール７と基材２とが接触するダンサロール７の外周面をダンサロール当接部７１とし、ダンサロール当接部７１における基材２の巻角度を第２巻角度θ２とする。

この第４実施形態においては、第１ローラ５１ａ、５１ｂの外径が大きい点と、第２ローラ５２ａ、５２ｂがそれぞれ第１ローラ５１ａ、５１ｂの下方に位置している点により、ダンサロール７を第１ローラ５１ａ、５１ｂから上方に離れた位置に設置しても、第１巻角度θ１及び第３巻角度θ３を大きくとることが可能となり、各巻角度の合計θ１＋θ２＋θ３の値を最も大きくすることが可能となる。
したがって、この第４実施形態では、第１ローラ５１ａ、５１ｂ及びダンサロール７の駆動力を確実に基材２に伝達することができる。

（８）太陽電池モジュール
図１２は、製膜処理後の基材の一例を模式的に示す説明図であり、図１３は、スラット構造の太陽電池モジュールの説明図である。
前述したような製膜処理部３０は、それぞれチャンバ３内においてスパッタリング又はＣＶＤ法、蒸着法等により、基材２上に薄膜を形成するものである。

複数のチャンバ３内において、所定の製膜処理が実行された基材２上には、図１２に示すように、下部導電膜４ａ、光電変換膜４ｂ、上部導電膜４ｃ等が積層された長尺状の太陽電池セル母材を構成している。

基材２上に下部導電膜４ａ、光電変換膜４ｂ、上部導電膜４ｃが製膜された太陽電池セル母材は、切断工程において所定の長さの太陽電池セル２１に切断される。所定の長さに切断された短冊状の太陽電池セル２１は、２つの電極２４、２５の間に複数配列されて幅方向両側部が接合され、裏面側カバー部材２２と受光面側カバー部材２３の間に充填されるＥＶＡ２６によって一体的に形成される。

（９）実施形態の作用効果
製膜装置１（製膜装置の一例）は、製膜材料供給部６（製膜材料供給部の一例）と、第１ローラ５１（第１ローラの一例）と、第２ローラ５２（第２ローラの一例）と、ダンサロール７（ダンサロールの一例）とを備えている。

製膜材料供給部６は、チャンバ３（チャンバの一例）内に配置され、搬送される基材２（基材の一例）に対して所定の製膜処理を実行する。第１ローラ５１は、チャンバ３の外から供給される基材２を製膜材料供給部６側に送出するための供給側当接部５３（供給側当接部の一例）と、製膜処理後の基材２をチャンバ３の外に排出するための排出側当接部５４（排出側当接部の一例）とを有する。

第２ローラ５２は、第１ローラ５１の回転軸と所定の角度で傾斜する回転軸を有し、第１ローラ５１との間で基材２が複数回巻回される。
ダンサロール７は、隣接するチャンバ３の第１ローラ５１ａ、５１ｂ間に位置する基材２のテンションを調整する。

基材２が第１ローラ５１の供給側当接部５３及び排出側当接部５４に接触する接触面の第１ローラの回転軸に対してなす第３巻角度θ３及び第１巻角度θ１（巻角度の一例）、及び基材２がダンサロール７の外周面と接触するダンサロール当接部７１（接触面の一例）のダンサロール７の回転軸に対してなす第２巻角度θ２（巻角度の一例）が、基材２を安定して搬送可能となるように所定角度以上に設定される。

本実施形態によれば、第１ローラ５１の回転に応じて基材２を走行させながら、第１ローラ５１と第２ローラ５２との間に複数回巻回される基材２に対して、製膜材料供給部６から製膜材料を供給して、所定の製膜処理を実行することができる。
このとき、ダンサロール７及び第１ローラ５１の駆動力を確実に基材２に伝達することができ、基材２に対する製膜処理を連続的に実行することが可能である。
また、ダンサロール７、第１ローラ５１、第２ローラ５２は、それぞれ基材２の製膜表面に接触することがなく、製膜処理後の基材２の表面を損傷することを防止できる。
また、上記実施形態では、第１巻角度θ１、第２巻角度θ２、第３巻角度θ３は、θ１＋θ２＋θ３＞３０°（θ１＞０、θ２＞０、θ３＞０）の例について説明したが、これに限定されるものではなく、θ１＋θ２＋θ３＞１０°（θ１＞０、θ２＞０、θ３＞０）であれば、ダンサロール７、第１ローラ５１、第２ローラ５２の駆動力を基材２に確実に伝達できるという効果を得ることができる。

本発明は、ロールツーロールで製膜処理を実行する製膜装置に広く適用することができる。

１ 製膜装置
２ 基材
３ チャンバ
５ ローラ部
６ 製膜材料供給部
７ ダンサロール
１０ 基材送出ロール
１１ａ チャンバ
１１ｂ チャンバ
２０ 基材巻取ロール
２１ 太陽電セル
３０ 製膜処理部
５１ 第１ローラ
５２ 第２ローラ
５３ 供給側当接部
５４ 排出側当接部
７１ ダンサロール当接部
θ１ 第１巻角度
θ２ 第２巻角度
θ３ 第３巻角度

Claims (4)

1. 直列に配置された複数のチャンバに薄板長尺状の基材を搬送しながら所定の処理を連続的に行う製膜装置であって、
   前記チャンバ内に配置され、前記搬送される基材に対して所定の製膜処理を実行する製膜材料供給部と、
   前記チャンバの外から供給される基材を前記製膜材料供給部側に送出するための供給側当接部と、製膜処理後の基材をチャンバの外に排出するための排出側当接部とを有する第１ローラと、
   前記第１ローラの回転軸と所定の角度で傾斜する回転軸を有し、前記第１ローラとの間で前記基材が複数回巻回される第２ローラと、
   隣接するチャンバの第１ローラ間に位置する前記基材のテンションを調整するためのダンサロールと、
   を備え、
   前記基材が前記第１ローラの供給側当接部及び排出側当接部に接触する接触面の前記第１ローラの回転軸に対してなす巻角度、及び前記基材が前記ダンサロールの外周面と接触する接触面の前記ダンサロールの回転軸に対してなす巻角度が、前記基材を安定して搬送可能となるように所定角度以上である、製膜装置。
2. 第１チャンバの第１ローラの排出側当接部における前記基材の第１巻角度θ１、前記第１チャンバと前記第１チャンバの後段に位置する第２チャンバとの間に位置するダンサロールにおける前記基材の第２巻角度θ２、前記第２チャンバの第１ローラの供給側当接部における前記基材の第３巻角度θ３の合計値が最も大きくなるように、前記第１ローラ、第２ローラ及びダンサロールが配置されている、請求項１に記載の製膜装置。
3. 前記第１巻角度θ１、前記第２巻角度θ２、前記第３巻角度θ３は、θ１＋θ２＋θ３＞３０°（θ１＞０、θ２＞０、θ３＞０）を満たす、請求項２に記載の製膜装置。
4. 前記第２ローラは、前記第１ローラよりも前記基材の供給上流側であり、水平方向において前記第１ローラよりも低い位置に配置される、請求項１〜３のいずれかに記載の製膜装置。

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