JP4985209B2 - Thin film solar cell manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、帯状可撓性のフィルム基板の面上に電極となる金属薄膜を形成する薄膜太陽電池の製造装置に関し、詳しくは、成膜室相互間に設けられた中間室内のガイドロールによるフィルム基板のシワの発生を防止した薄膜太陽電池の製造装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a thin film solar cell in which a metal thin film serving as an electrode is formed on the surface of a strip-like flexible film substrate, and more specifically, a film by a guide roll in an intermediate chamber provided between film forming chambers. The present invention relates to an apparatus for manufacturing a thin-film solar cell that prevents generation of wrinkles on a substrate.
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。 Currently, clean energy research and development is underway from the standpoint of environmental protection. Among them, solar cells are attracting attention because their resources (sunlight) are infinite and pollution-free.
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。 Thin film solar cells are expected to become the mainstream of future solar cells because they are thin and lightweight, inexpensive to manufacture, and easy to increase in area.
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。 Conventional thin-film solar cells have used glass substrates, but research and development of flexible solar cells using plastic films and metal films has been promoted in terms of weight reduction, workability, and mass productivity. Taking advantage of this flexibility, mass production became possible by a roll-to-roll method or a stepping roll method.
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。 In the above thin film solar cell, a plurality of photoelectric conversion elements (or cells) formed by laminating a metal electrode layer, a photoelectric conversion layer made of a thin film semiconductor layer, and a transparent electrode layer on a flexible electrically insulating film substrate are formed. . The voltage required for the metal electrode of the first photoelectric conversion element and the transparent electrode of the last photoelectric conversion element by repeatedly connecting the metal electrode of one photoelectric conversion element and the transparent electrode of the adjacent photoelectric conversion element. Can be output.
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(特許文献1、特許文献2)に記載されている。
Such a photoelectric conversion element and its series connection are formed by forming an electrode layer and a photoelectric conversion layer, patterning each layer, and a combination procedure thereof. The configuration and manufacturing method of the solar cell are described in, for example, (
前記特許文献2に記載された薄膜太陽電池の構成概念図を、図3に示す。 図3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。
FIG. 3 shows a conceptual diagram of the structure of the thin film solar cell described in
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。
For this reason, the current generated in the
上記薄膜太陽電池の簡略化した製造工程を図4(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)における第1電極層74と第3電極層73の形成は、後述する成膜装置において、基板71を反転させて2段階に分けて形成を行い、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。
The simplified manufacturing process of the thin film solar cell is shown in FIGS. Using the
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3に示すような直列接続構造を形成する。
Next, a
前記図4の工程において、工程(a),(b)および(d)においては、大気中で基板に対して加工が行われるが、その他の工程は、後述する真空成膜装置において処理される。従って、上記工程の場合、工程(b)および(d)の後工程においては、基板は大気中で加工後、真空成膜装置の真空容器内に導入されることになる。また、上記工程(c)における第1電極層74と第3電極層73の形成は、前述のように、基板71を反転させて2段階に分けて形成を行うので、反転させる際に、基板を一旦大気中に出し、再度真空容器内に導入されることになる。
In the process of FIG. 4, in steps (a), (b) and (d), the substrate is processed in the atmosphere, but the other steps are processed in a vacuum film forming apparatus which will be described later. . Therefore, in the case of the above steps, in the subsequent steps of steps (b) and (d), the substrate is processed in the atmosphere and then introduced into the vacuum container of the vacuum film forming apparatus. In addition, the formation of the
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。 As described above, a method for producing a thin film of the thin film solar cell includes a roll-to-roll method or a stepping roll method. Both types are equipped with a substrate transport means by a plurality of rolls, the former is a method of continuously forming a film on a substrate that moves continuously in each film forming chamber, and the latter is stopped simultaneously in each film forming chamber. A method is employed in which a film is formed on a substrate and the substrate portion after film formation is sent to the next film formation chamber.
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、特許文献3、特許文献4に記載されている。 The stepping roll type film forming apparatus is excellent in that the characteristics of each thin film can be obtained stably because gas mutual diffusion between adjacent film forming chambers can be prevented. It is described in Document 3 and Patent Document 4.
図5に、共通真空室内に成膜室を複数有するステッピングロール成膜方式の真空成膜装置の構成の一例を示す。図5に示す装置は、可撓性基板の巻出し用アンワインダー室90と、金属電極層,光電変換層および透明電極層などを形成するための複数個の独立した処理空間としてなる成膜室80と、巻取り用ワインダー室91とを備え、基板92はコア82から捲き出されコア83にまきとられる間に、複数の成膜室80で成膜されるように構成されている。共通室81は複数の成膜室80を内部に収めている。
FIG. 5 shows an example of a configuration of a vacuum film forming apparatus of a stepping roll film forming system having a plurality of film forming chambers in a common vacuum chamber. The apparatus shown in FIG. 5 is an
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。例えば、プラズマCVD法により成膜するステッピングロール方式では、成膜室開放−基板フレーム移動−成膜室封止−原料ガス導入−圧力制御−放電開始−放電終了−原料ガス停止−ガス引き−成膜室開放からなる操作が繰り返される。 In the film formation chamber, film formation is performed by sputtering film formation or plasma chemical vapor deposition (hereinafter referred to as plasma CVD method). For example, in the stepping roll method for forming a film by the plasma CVD method, the film formation chamber is opened, the substrate frame is moved, the film formation chamber is sealed, the raw material gas is introduced, the pressure is controlled, the discharge is started, the discharge is finished, the raw material gas is stopped, the gas is generated. The operation consisting of opening the membrane chamber is repeated.
図6に、前記特許文献4に記載された成膜室の概略構造の一例を示す。図6(a)、(b)はそれぞれ、成膜室の開放時および封止時の概略断面図を示す。断続的に搬送されてくる可撓性基板100の上下に函状の下部成膜室壁体121と上部成膜室壁体122とを対向配置し、成膜室の封止時には、下部成膜室と上部成膜室からなる独立した処理空間を構成するようになっている。この例においては、下部成膜室は電源140に接続された高電圧電極131を備え、上部成膜室は、ヒータ133を内蔵した接地電極132を備える。
FIG. 6 shows an example of a schematic structure of the film forming chamber described in Patent Document 4. 6A and 6B are schematic cross-sectional views when the film formation chamber is opened and sealed, respectively. A box-shaped lower film-forming
成膜時には、図6(b)に示すように、上部成膜室壁体122が下降し、接地電極132が基板100を抑えて下部成膜室壁体121の開口側端面に取付けられたシール材141に接触させる。これにより、下部成膜室壁体121と基板100とから、排気管142に連通する気密に密閉された成膜空間143を形成する。上記のような成膜室において、高電圧電極131へ高周波電圧を印加することにより、プラズマを成膜空間143に発生させ、図示しない導入管から導入された原料ガスを分解して基板100上に、例えば、光電変換層を膜形成することができる。
At the time of film formation, as shown in FIG. 6B, the upper film
一方、ロールツーロール方式は、水平方向に設けたロール間もしくは鉛直方向に段違いに設けたロール間に基板を連続的に移動させ、複数の成膜作業を連続的に行うので、量産性に優れている。その装置の構成は、鉛直方向に段違いに設けたロールに基板を連続的に移動させるものとしては、例えば、特許文献5に記載されている。
On the other hand, the roll-to-roll method is excellent in mass productivity because the substrate is continuously moved between rolls provided in the horizontal direction or between the rolls provided in steps in the vertical direction to perform a plurality of film forming operations continuously. ing. The configuration of the apparatus is described in, for example,
水平方向に設けたロール間に基板を連続的に移動させるロールツーロール方式の装置の構成については、スパッタリングによる成膜装置に関し、その概略構成を図7に示す。真空室としての反応室や、真空排気系や、スパッタガスの供給系などは図示を省略している。 About the structure of the apparatus of the roll-to-roll system which moves a board | substrate continuously between the rolls provided in the horizontal direction regarding the film-forming apparatus by sputtering, the schematic structure is shown in FIG. A reaction chamber as a vacuum chamber, a vacuum exhaust system, a sputtering gas supply system, and the like are not shown.
図7に示した電極形成装置は、ともにフィルム基板を水平搬送するタイプであり、フィルム基板の巻出しロール151および巻取りロール152も、水平に配置されている。図7に示した装置では、接地電極を兼用したヒータ154とターゲットを有する印加電極155の間を、フィルム基板153が搬送される。フィルム基板153は、裏面側からヒータにより非接触で加熱されながら、スパッタリングにより電極形成が行われる。
The electrode forming apparatus shown in FIG. 7 is a type that horizontally transports a film substrate, and a film
なお、図7に示した電極形成装置においては、ターゲットを複数(3個)設けた例を示すが、これは、電極層が複数の材料の積層膜として形成される例であり、例えば、銀などの単一の金属で形成する場合には、ターゲットは一つでよい。 In the electrode forming apparatus shown in FIG. 7, an example in which a plurality of (three) targets are provided is shown. This is an example in which the electrode layer is formed as a laminated film of a plurality of materials. In the case of forming with a single metal such as, one target is sufficient.
図7に示した装置によれば、ともに1回のフィルム基板搬送で、フィルム基板の片面の電極形成が可能である。両面に電極形成を行う場合には、片面の電極形成終了後、装置を大気開放状態として、フィルム基板を反転させてセットし、再び真空排気を行った後、フィルム基板の脱ガス処理を行ってから、電極形成を行う。 According to the apparatus shown in FIG. 7, it is possible to form an electrode on one side of the film substrate by carrying the film substrate once. When electrode formation is performed on both sides, after the electrode formation on one side is completed, the apparatus is opened to the atmosphere, the film substrate is inverted and set, evacuated again, and then degassed. Then, electrode formation is performed.
ところで、このようなフイルム基板を搬送する際、フイルム基板の幅がかなりの幅であることから搬送時に弛みあるいはシワ等が発生することからフイルム基板の巻き出しロールおよび巻取りロールの軸を縦置きにして、フィルム基板を縦置きの状態で搬送する方式が採用されている。この場合、接地電極を兼用したヒータとターゲットを有する印加電極の間をフィルム基板が搬送され電極形成が行われる。 By the way, when transporting such a film substrate, since the width of the film substrate is considerable, slack or wrinkles occur during transport, so the film substrate unwinding roll and take-up roll shaft are placed vertically. Thus, a method of transporting the film substrate in a vertically placed state is adopted. In this case, the film substrate is transported between the heater also serving as the ground electrode and the application electrode having the target, and electrode formation is performed.
このような、電極層の成膜を施す成膜室は、真空ポンプにより真空引きされた状態で、ヒータにより約300°Cまで加熱された状態で、成膜が施されている(特許文献6)。
この電極層を形成するための成膜室は、複数の成膜室に分けられ、順次フイルム基板を搬送していくが、成膜室の途中には、フイルム基板の弛み等を防止するため、ガイドロールを設けた中間室が設けられて、フイルム基板を一定の速度で搬送している。フイルム基板には前段の成膜室によってヒータによる約300°C程度の高温で成膜が施されているため、ガイドロールによって送る際にしわが発生し、好ましくなかった。このフイルム基板の温度は、通常177°C程度であり、この加熱された状態のフイルム基板は、熱膨張による伸び分がガイドロール上にて山となり内輪差によって座屈して、搬送シワの発生を招いていた。とくに、フイルム基板の片面に、発電層側(裏面とも呼ぶ)となる電極が設けられている場合には、反対側(背面とも呼ぶ)に電極を形成する製膜時に、フィルム面に比べて電極が設けられた電極面は放射率が低いことから、裏面製膜時と比較して背面製膜時はフィルムの温度履歴が大きく異なり、フィルム温度が冷めづらくなる。そして、フィルム温度が高い状態でガイドロールと接触する搬送シワが発生してしまう不具合が生じていた。 The film forming chamber for forming this electrode layer is divided into a plurality of film forming chambers and sequentially transports the film substrate, but in the middle of the film forming chamber, in order to prevent loosening of the film substrate, etc. An intermediate chamber provided with a guide roll is provided to convey the film substrate at a constant speed. Film formation was performed on the film substrate at a high temperature of about 300 ° C. by a heater in the previous film formation chamber, which was not preferable because wrinkles were generated when the film substrate was fed by a guide roll. The temperature of this film substrate is usually about 177 ° C. In the heated film substrate, the elongation due to thermal expansion becomes a mountain on the guide roll and buckles due to the inner ring difference, which causes the generation of conveyance wrinkles. I was invited. In particular, when an electrode on the power generation layer side (also referred to as the back surface) is provided on one side of the film substrate, the electrode is formed in comparison with the film surface when forming the electrode on the opposite side (also referred to as the back surface). Since the emissivity of the electrode surface provided with is low, the temperature history of the film is greatly different when forming the back surface compared to when forming the back surface, and the film temperature is difficult to cool. And the malfunction which the conveyance wrinkle which contacts a guide roll in the state with high film temperature generate | occur | produced had arisen.
本発明は、上記課題を解決し、ガイドロールによる搬送シワの発生を防止し、作業性の向上を図りうる薄膜太陽電池の製造装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a thin-film solar cell manufacturing apparatus that can prevent conveyance wrinkles due to guide rolls and improve workability.
本発明は、上記課題を解決するため、巻き出しロールに巻かれた帯状可撓性のフィルム基板を略真空状態に維持された複数の成膜室に送り、前記成膜室に互いに対向して配置された接地電極とターゲット材を有する印加電極との間で放電させて、フィルム基板の面上に電極となる金属薄膜を、一定の加熱下で形成し、金属薄膜が形成されたフィルム基板を巻取りロールで巻き取るようにした薄膜太陽電池の製造装置において、前記成膜室相互間に、前記フィルム基板を搬送するガイドロールを備えた中間室を設け、該中間室の前段に設けられた前記成膜室から送られる前記フィルム基板の温度を、前記成膜室を出てから前記中間室のガイドロールに達するまでに前記フィルム基板の温度が低下することで、シワの発生する境界温度あるいはそれ以下まで低下させるように、前記中間室の前段に設けられた前記成膜室の出口から前記ガイドロールまでの距離を設定したことにある。
また、本発明は、巻き出しロールに巻かれた帯状可撓性のフィルム基板を略真空状態に維持された複数の成膜室に送り、前記成膜室に互いに対向して配置された接地電極とターゲット材を有する印加電極との間で放電させて、フィルム基板の面上に電極となる金属薄膜を、一定の加熱下で形成し、金属薄膜が形成されたフィルム基板を巻取りロールで巻き取るようにした薄膜太陽電池の製造装置において、前記成膜室相互間に、前記フィルム基板を搬送するガイドロールを備えた中間室を設け、該中間室の内面に、前記フィルム基板に向けて放射率の高い吸熱板を延設し、前記中間室の前段に設けられた前記成膜室から送られる前記フィルム基板の温度を、前記成膜室を出てから前記中間室のガイドロールに達するまでに前記フィルム基板の温度が低下することで、シワの発生する境界温度あるいはそれ以下まで低下させるように、前記中間室の前段に設けられた前記成膜室の出口から前記ガイドロールまでの距離を設定したことにある。
In order to solve the above problems, the present invention feeds a strip-shaped flexible film substrate wound around an unwinding roll to a plurality of film forming chambers maintained in a substantially vacuum state, and faces the film forming chambers to each other. Discharge between the arranged ground electrode and the application electrode having the target material to form a metal thin film to be an electrode on the surface of the film substrate under constant heating, and to form a film substrate on which the metal thin film is formed In the thin-film solar cell manufacturing apparatus configured to be wound by a winding roll, an intermediate chamber provided with a guide roll for transporting the film substrate is provided between the film forming chambers, and is provided in a stage preceding the intermediate chamber. The temperature of the film substrate sent from the film formation chamber is reduced by the temperature of the film substrate before reaching the guide roll in the intermediate chamber after leaving the film formation chamber. So So as to reduce to below, from the outlet of the film forming chamber provided in front of the intermediate chamber to the setting of the distance to the guide roll.
The present invention also provides a ground electrode disposed in a manner facing the film formation chamber by feeding a strip-shaped flexible film substrate wound around an unwinding roll to a plurality of film formation chambers maintained in a substantially vacuum state. And an applied electrode having a target material, a metal thin film to be an electrode is formed on the surface of the film substrate under constant heating, and the film substrate on which the metal thin film is formed is wound by a winding roll. In the thin-film solar cell manufacturing apparatus, an intermediate chamber provided with a guide roll for transporting the film substrate is provided between the film formation chambers, and radiation is directed toward the film substrate on the inner surface of the intermediate chamber. Extending the heat absorption plate having a high rate, the temperature of the film substrate sent from the film forming chamber provided in the previous stage of the intermediate chamber is set to reach the guide roll of the intermediate chamber after leaving the film forming chamber. on the film substrate By degrees is reduced, so reducing to a boundary temperature or below to wrinkles, from the outlet of the film forming chamber provided in front of the intermediate chamber to the setting of the distance to the guide roll .
請求項1によれば、ガイドロールによるフィルム基板に生じる搬送シワの発生を防止することができる。片面に電極が形成された背面製膜時に際してもフィルム基板に生じる搬送シワの発生を防止することができる。
請求項2によれば、放射率の高い吸熱板によってフィルム基板の熱を拡散し、フィルム基板の温度を引き下げることができる。
According to the first aspect, it is possible to prevent the occurrence of conveyance wrinkles generated on the film substrate by the guide roll. It is possible to prevent the occurrence of conveyance wrinkles generated on the film substrate even when the back surface is formed with electrodes formed on one side.
According to the second aspect, the heat of the film substrate can be diffused by the heat absorption plate having a high emissivity, and the temperature of the film substrate can be lowered.
以下、図示の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、太陽電池の製造装置における薄膜電極層形成の基本的構成部分のみを概念的に図示している。反応室、スパッタガス供給系、排気系あるいはフィルム基板搬送手段などは省略して説明する。
Hereinafter, the illustrated embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 conceptually illustrates only the basic components for forming a thin-film electrode layer in a solar cell manufacturing apparatus. The reaction chamber, the sputtering gas supply system, the exhaust system, or the film substrate transfer means will be omitted.
図1において、薄膜電極層の形成装置は、いわゆるロールツーロール方式と呼ばれるもので、帯状可撓性のフィルム基板1をロール状に巻いた巻き出しロール2を収納した送り室3と、電極層となる金属の薄膜を形成したフィルム基板1を巻き取る巻取りロール4を収納した巻取り室5と、前記送り室3と巻取り室5相互間に並設され、前記フィルム基板1に金属の薄膜を形成する複数の成膜室6と、前記複数の成膜室6の略中間位置に配設され、前記フィルム基板1を搬送するガイドロール7が設けられた中間室8を備えている。
In FIG. 1, the thin-film electrode layer forming apparatus is a so-called roll-to-roll method, and includes a feed chamber 3 containing an unwinding
前記巻き出しロール2および巻取りロール4は鉛直方向に配置され、フィルム基板1を立てた状態で、複数の成膜室6および中間室8を搬送するもので、各成膜室6には、フィルム基板1を通過させる開口が形成されている。前記送り室3と巻取り室5には、フィルム基板1に一定の張力をかける機構(図示せず)が内蔵されている。駆動機構は、例えば、巻取り室5にモータおよび減速機を内蔵し、一定の速度で巻取りロール4を回転させることで行うことができる。また、前記送り室3には、前記フィルム基板1が一定の張力を保持した状態で引き出されるように一定の制動を加える機構を備えても良い。前記送り室3と巻取り室5には、それぞれ補助ローラ9,駆動ローラ10が設けられ、駆動ローラ10を駆動してフィルム基板1の搬送が最適状態で維持されるように制御されている。前記送り室3と巻取り室5の制御は図示しない制御機構によって一定の速度を維持するように制御されている。
The unwinding
前記複数の成膜室6および中間室8には、図示しない真空装置が接続されて、少なくとも大気圧以下の一定の真空度を維持するように真空引きされている。また、前記複数の成膜室6には、それぞれ搬送されるフィルム基板1を挟んで、一方にはヒータ11を内蔵した接地電極12が配置され、他方には、直流電源Vに接続された高電圧電極13が配置されている。前記ヒータ11は通常300°C程度の温度でフィルム基板1を加熱するものである。各成膜室6の接地電極12と高電圧電極13にはそれぞれ直流電源Vが接続され、接地電極12と高電圧電極13との間に高電圧を印加するものである。
前記高電圧電極13は、接地電極12との間の放電によって導入ガスがイオン化され、銀、アルミニウム、酸化亜鉛などのターゲットをスパッタすることによってフィルム基板1の表面に、電極となる金属の薄膜を形成するものである。
A vacuum device (not shown) is connected to the plurality of
The high-
前記中間室8は、前記複数の成膜室6の途中に配置されており、前段の成膜室6の出口から一定の距離Lにフィルム基板1を安定して搬送するためのガイドロール7が配置されている。ガイドロール7は複数のローラ7a,7b,7d(図示例では3個)で構成されており、フィルム基板1に張力を保持した状態で搬送するものである。ローラ7bは、7cの位置まで移動自在に支持されており、フィルム基板1に押圧されることにより、フィルム基板1にテンションを加えるものである。
ガイドロール7の位置は、前段の成膜室6の出口6bから一定の距離にガイドロール7の先端のローラ7aを配置している。
The
As for the position of the
前段の成膜室6の出口6bを出たフィルム基板1の温度は通常、230°Cに達しており、この温度が、シワが発生する境界温度170°C、あるいはそれ以下の温度に冷却される距離Lに前記中間室8のガイドロール7の位置を設定している。
通常、フィルム基板1はフィルム搬送速度が1m/分で搬送されており、230°Cのフィルム基板1が170°Cに低下する距離は、約0.6mとなる。ガイドロール7の抱角は51°である。したがって、この場合のL=0.6mとなる。
The temperature of the
Usually, the
上記実施の形態によると、まず、真空装置を作動させて複数の成膜室6および中間室8を真空状態に保持する。成膜室6はヒータ11を内蔵した接地電極12によって設定温度、約300°Cに加熱され、高温度の真空状態に保たれている。そして、駆動装置の作動によって巻き出しロール2および巻取りロール4を回転させてフィルム基板1をフィルム搬送速度、約1m/分で搬送する。巻き出しロール2から引き出されたフィルム基板1は複数の成膜室6および中間室8を経て巻取りロール4に巻き取られる。複数の成膜室6を通過するフィルム基板1は接地電極12と高電圧電極13の間を、立てた状態で通過し、接地電極12と高電圧電極13の放電によってフィルム基板1の片面に真空蒸着され、金属箔膜が形成される。
According to the embodiment, first, the vacuum apparatus is operated to hold the plurality of
成膜室6で金属箔膜が形成されたフィルム基板1は中間室8に入る前は、177°C以上の高温となっており、この中間室8の前段の成膜室6の出口から中間室8のガイドロール7に達するまでの距離、約0.6mを搬送される搬送時間の間に、約170°Cまで低下する。こうして、ガイドロール7によってフィルム基板1を搬送するまでに約170°Cまで低下されているので、フィルム基板1に生じるシワの発生を防止することができる。
特に片面(裏面)にすでに金属箔膜を形成したフィルム基板1の反対面(背面)製膜時に際しても、シワの発生を防止することができる。こうして、両面に金属箔膜を形成したフィルム基板1は、半導体層を形成する次の工程に移る。
The
In particular, generation of wrinkles can be prevented even when the opposite surface (back surface) of the
上記実施の形態によれば、前段の成膜室6の出口6bからガイドロール7に達する位置までの距離Lを、フィルム基板1の温度が、177°Cからシワが発生する境界温度170°C、あるいはそれ以下の温度に冷却される距離に設定しているので、フィルム基板1のシワの発生を防止することができる。特に片面(裏面)にすでに金属箔膜を形成したフィルム基板1の反対面(背面)の製膜時に際しては、特にシワの発生を防止することができる。フィルム搬送速度が1m/分で搬送されている場合には、L=0.6mでシワの発生を防止することができる。また、シワ発生要因の1つである張力に対しても200N(制御上限)まで、シワが発生しないことが確認済みである。
According to the above embodiment, the distance L from the outlet 6b of the
本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、図2に示すように中間室8の内壁面に放射率の高い複数のフィン(吸熱板)15,16を設け、これらフィン15,16をフィルム基板1の両面に向けて延出させることにより、フィルム基板1の熱をより速く下げることができる。この場合、フィン15,16は中間室8の内壁面の片側の面だけでも良く、また、1箇所あるいはそれ以上の箇所に形成することができる。これによって、フィルム基板1を約170°Cまで低下させる距離Lを短縮することができる。したがって、ガイドロール7までの距離を短縮できるので、中間室8をよりコンパクトな構造にすることができる。また、フィン15,16は、フィルム基板と平行に配置したり、形状も平板状に限らず、リング状でも放射状でも良く、これらの内部を外気に接するように空洞にすることも可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 2, a plurality of fins (heat-absorbing plates) 15 and 16 having high emissivity are provided on the inner wall surface of the
さらに、上記実施の形態では、片面に金属箔膜を形成する薄膜電極層の形成装置に適用したが、両面に金属箔膜を形成する薄膜電極層の形成装置に適用することもできる。また、フィルム基板1を水平状態で搬送する薄膜電極層の形成装置に適用することもできるなど、その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜、変形して実施し得ることはいうまでもない。
Furthermore, in the said embodiment, although applied to the formation apparatus of the thin film electrode layer which forms a metal foil film on one side, it can also be applied to the formation apparatus of the thin film electrode layer which forms a metal foil film on both surfaces. In addition, it can be applied to a thin film electrode layer forming apparatus that transports the
1 フィルム基板
2 巻き出しロール
3 送り室
4 巻取りロール
5 巻取り室
6 成膜室
7 ガイドロール
8 中間室
9 補助ローラ
10 駆動ローラ
11 ヒータ
12 接地電極
13 高電圧電極
15,16 フィン(吸熱板)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
An application having a ground electrode and a target material, which are fed to a plurality of film forming chambers maintained in a substantially vacuum state, with a strip-like flexible film substrate wound around an unwinding roll, facing each other. A thin film solar in which a metal thin film that is discharged between the electrodes and formed on the surface of the film substrate is formed under constant heating, and the film substrate on which the metal thin film is formed is wound up by a winding roll In the battery manufacturing apparatus, an intermediate chamber having a guide roll for transporting the film substrate is provided between the film forming chambers, and an endothermic plate having a high emissivity toward the film substrate is provided on the inner surface of the intermediate chamber. to extend the temperature of the film substrate fed from the film forming chamber provided in front of the intermediate chamber, after leaving the film forming chamber of the film substrate to reach the intermediate chamber of the guide roll temperature Decrease In, as reduced to boundary temperature or below to wrinkles, thin-film solar cell, wherein the outlet of the film forming chamber provided in front of the intermediate chamber that adjusts the distance of the guide roll Manufacturing equipment.
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