JPH09307128A - Manufacturing equipment and method of thin film photoelectric transducer - Google Patents

Manufacturing equipment and method of thin film photoelectric transducer

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JPH09307128A
JPH09307128A JP8124148A JP12414896A JPH09307128A JP H09307128 A JPH09307128 A JP H09307128A JP 8124148 A JP8124148 A JP 8124148A JP 12414896 A JP12414896 A JP 12414896A JP H09307128 A JPH09307128 A JP H09307128A
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JP
Japan
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substrate
roll
manufacturing
photoelectric conversion
thin film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8124148A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Fujikake
伸二 藤掛
Yukimi Ichikawa
幸美 市川
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a photoelectric conversion layer having high quality multilayered structure with height productivity by forming each thin film on a belt type flexible substrate wound up from one roll to the other roll. SOLUTION: In a stepping roll system which stops a substrate and form a film, an intermediate storing mechanism capable of storing substrates 1 for one frame, such as movable roll mechanism, is installed between a plurality of reaction chambers for film formation. The movable roll mechanism consists of, e.g. two carrying rolls 4 and a movable roll 5. Thereby the opening time of each reaction chamber can be shifted and mutual diffusion of reaction gas can be restrained, so that the conventional evacuation time for preventing mutual diffusion is made unnecessary. As a result, the tact time can be reduced by 17-20%. In a roll to roll film forming system which continuously forms a film while moving a substrate, mutual diffusion of reaction gas between reaction chambers is restrained and film quality is improved, by installing a valve mechanism 55 with a roll between the reaction chambers in which mechanism a movable roll mechanism 54 and gate valves 20 are combined.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、可とう性基板を用
いた太陽電池などの薄膜光電変換素子の製造装置および
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a thin film photoelectric conversion element such as a solar cell using a flexible substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光電変換素子としてアモルファス
シリコン(以下a−Siと記す)、a−Si合金などの
a−Si系材料を用いた薄膜光電変換素子が注目されて
いる。薄膜光電変換素子として代表的な太陽電池におい
ては、大量生産によるコストダウンが最大の課題となっ
ており、単位時間当たりの生産量の大幅な向上が望まれ
ている。通常、a−Si太陽電池の生産量はa−Si系
膜の成膜装置に律速されることになるが、ガラス等の剛
性の高い基板を用いた場合、基板を比較的熱容量の大き
なトレーに装着してロードロック式の装置で成膜する必
要があり、1)基板のトレーへの着脱、2)基板および
トレーの加熱、3)ロードロック室の大気と真空の往復
等に起因して量産性の大幅な向上は困難である。そこ
で、可とう性のプラスチックフィルムやステンレスフィ
ルムを基板に用いた二種類の成膜装置が提案されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, a thin film photoelectric conversion element using an a-Si material such as amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) or an a-Si alloy has been attracting attention as a photoelectric conversion element. In a typical solar cell as a thin-film photoelectric conversion element, cost reduction due to mass production is a major issue, and it is desired to greatly improve the production amount per unit time. Normally, the production volume of an a-Si solar cell is limited by the deposition apparatus for an a-Si film, but when a substrate with high rigidity such as glass is used, the substrate is placed in a tray with a relatively large heat capacity. It is necessary to mount it and form a film with a load lock type device. 1) Attaching and detaching the substrate to the tray, 2) Heating the substrate and tray, and 3) Mass production due to the reciprocation of the atmosphere and vacuum in the load lock chamber. It is difficult to significantly improve sex. Therefore, two types of film forming apparatuses using a flexible plastic film or stainless steel film as a substrate have been proposed.

【0003】一つは例えばK.Suzukiらにより”Technica
l Digest of the International PVSEC-1 ”(1984)p.
191 に、あるいはS.R.Ovshinsky により”Technical Di
gestof the International PVSEC-1 ”(1984)p.577
に発表されているように、可撓性基板を巻物状にして搬
入室に入れ、連続して帯状に複数の反応室を通して多層
構造の薄膜光電変換素子を成膜し、搬出室に巻物状にし
て取り出す「ロールツーロール」方式成膜装置が開発さ
れている。
One is, for example, K. Suzuki et al., "Technica
l Digest of the International PVSEC-1 ”(1984) p.
191 or by SROvshinsky on “Technical Di
gestof the International PVSEC-1 ”(1984) p.577
As described in, a flexible substrate is rolled into a roll-in chamber, a strip-shaped plurality of thin film photoelectric conversion elements are continuously formed through a plurality of reaction chambers, and the roll-out is rolled into the roll-out chamber. A "roll-to-roll" type film forming apparatus has been developed.

【0004】まず図12に、最も簡単な構造の薄膜光電
変換素子の例として、シングルpin接合型のa−Si
太陽電池の断面図を掲げた。この太陽電池は、樹脂フィ
ルムの基板1に金属膜21を被着した上にa−Siのn
層22、i層23、p層24を成膜し、更にその上に透
明導電膜25としてITO(インジウム錫酸化物)が形
成されている。
First, as an example of a thin film photoelectric conversion element having the simplest structure, FIG. 12 shows a single pin junction type a-Si.
The cross section of the solar cell is shown. In this solar cell, a metal film 21 is deposited on a resin film substrate 1 and then an a-Si n film is formed.
A layer 22, an i layer 23, and a p layer 24 are formed, and ITO (indium tin oxide) is formed thereon as a transparent conductive film 25.

【0005】図10は、図12に断面を示したようなシ
ングルpin接合型のa−Si太陽電池を形成するため
のロールツーロール方式成膜装置の断面図である。送り
室26の送り出しロール2から巻きほぐされ、搬送ロー
ル4の上を通って巻き取り室27の巻き取りロール3へ
連続的に巻き取られる帯状の可撓性基板1の表面上に
は、第一反応室11、第二反応室12、第三反応室13
を順次通過する際に、高周波が印加されるRF電極51
とヒーター6を備えた接地電極52との間に生ずるプラ
ズマにより、反応ガスが分解されてa−Si層が形成さ
れる。例えば、第一反応室11ではシラン(SiH4
ガスを主ガス、水素(H2 )ガスを希釈ガス、フォスフ
イン( PH3)ガスをドーピングガスとしてn層22を、
第二反応室12ではSiH4 を主ガス、H2 を希釈ガス
としてi層23を、第三反応室13ではSiH4 を主ガ
ス、H2 を希釈ガス、ジボラン(B26 )ガスをドー
ピングガス、メタン(CH4)や炭酸ガス( CO2)をバン
ドギャップ調整元素としてp層24をそれぞれ連続的な
放電によって成膜する。この装置では、基板1は一定速
度で送られ、その移動中に成膜が行われる。送り室2
6、各反応室11、12、13および巻き取り室27に
はそれぞれ真空ポンプ7が連結されている。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a roll-to-roll type film forming apparatus for forming a single pin junction type a-Si solar cell having the cross section shown in FIG. On the surface of the strip-shaped flexible substrate 1 which is unwound from the delivery roll 2 of the feed chamber 26 and continuously wound onto the take-up roll 3 of the take-up chamber 27 by passing over the transport roll 4, One reaction chamber 11, second reaction chamber 12, third reaction chamber 13
RF electrode 51 to which a high frequency is applied when sequentially passing through
The reaction gas is decomposed by the plasma generated between the electrode and the ground electrode 52 having the heater 6 to form an a-Si layer. For example, in the first reaction chamber 11, silane (SiH 4 )
The n layer 22 is formed by using a gas as a main gas, a hydrogen (H 2 ) gas as a diluent gas, and a phosphine (PH 3 ) gas as a doping gas.
In the second reaction chamber 12, SiH 4 is the main gas and H 2 is the diluent gas for the i-layer 23. In the third reaction chamber 13, SiH 4 is the main gas, H 2 is the diluent gas, and diborane (B 2 H 6 ) gas is used. The p layer 24 is formed by continuous discharge using a doping gas, methane (CH 4 ) or carbon dioxide gas (CO 2 ) as a bandgap adjusting element. In this apparatus, the substrate 1 is sent at a constant speed, and film formation is performed during its movement. Sending room 2
The vacuum pump 7 is connected to each of the reaction chambers 11, 12, 13 and the winding chamber 27.

【0006】各反応室を区切る壁には、基板1を通すた
めの隙間83が設けられているが、原料ガスの相互拡散
を極力抑えるための工夫として、隙間83は極力狭めら
れ、さらに、真空ポンプ7を有する中間室10が設けら
れている。もう一つの製造装置として、Y.Ichikawaらに
より”IEEE 1st World Conference on Photovoltaic En
ergy Conversion ”(1994)p.441 に発表されているよ
うなステップ的な基板搬送と成膜を交互に繰り返す「ス
テッピングロール」方式成膜装置が開発されている。
A gap 83 for passing the substrate 1 is provided on the wall separating the reaction chambers, but the gap 83 is narrowed as much as possible in order to suppress the mutual diffusion of the source gases as much as possible, and further the vacuum is provided. An intermediate chamber 10 having a pump 7 is provided. As another manufacturing device, Y. Ichikawa et al., “IEEE 1st World Conference on Photovoltaic En
A “stepping roll” type film deposition apparatus has been developed, which is described in “ergy Conversion” (1994) p.441 and alternately repeats stepwise substrate transport and film deposition.

【0007】図11は、例えば図12に示すようなシン
グルpin接合型のa−Si太陽電池を形成するための
ステッピングロール方式成膜装置の断面図である。真空
ポンプ7を備えた大きな真空の共通室9の中に、四つの
反応室11、12、13、14があり、各反応室には、
RF電極51と基板加熱用のヒータ6を備えた接地電極
52が対向している。
FIG. 11 is a sectional view of a stepping roll type film forming apparatus for forming a single pin junction type a-Si solar cell as shown in FIG. 12, for example. There are four reaction chambers 11, 12, 13, 14 in a large vacuum common chamber 9 equipped with a vacuum pump 7, and each reaction chamber has
The RF electrode 51 and the ground electrode 52 having the heater 6 for heating the substrate face each other.

【0008】送り出しロール2に巻かれていた帯状の可
撓性基板1は、搬送ロール上を経て各反応室を通って巻
き取りロール3に巻き取られる。ヒータ6は可動式で、
ヒータ6が図の上方向に移動して反応室を開いたときは
基板1の搬送が可能であり、ヒータ6が図の下方向に移
動して閉じたときは反応室壁8のシール材で完全にシー
ルされた状態で、プラズマCVDによるa−Si系薄膜
の成膜が行われる。第一反応室11で図12のn層22
が、第二、第三反応室12、13でi層23が、そして
第四反応室14でp層24が成膜される。この装置では
成膜は可撓性基板1を停止させた状態で行われる。各反
応室のRF電極51への電圧印加を止めて成膜が終わる
と、各反応室内を真空にし、基板1から接地電極52お
よび反応室壁8のシール材が離れた状態にし、基板1を
次のa−Si層形成の位置まで1フレーム長搬送する。
一回の成膜で使用される基板の単位長すなわち、基板の
搬送ピッチが1フレーム長である。通常、成膜は基板の
全面に隙間無くなされるわけではなく、1フレーム長は
反応室で成膜される部分より長い。そしてその場合は、
基板上に分離した成膜部分が形成され、成膜部分の間に
未成膜部分が残ることになる。以後、ヒータ閉→ガス導
入→圧力コントロール→放電(成膜)→真空排気→ヒー
タ開→1フレーム長搬送がシーケンスとして繰り返され
る。
The strip-shaped flexible substrate 1 which has been wound around the delivery roll 2 is wound up on the winding roll 3 through the reaction rolls and the reaction chambers. The heater 6 is movable,
When the heater 6 moves upward in the drawing to open the reaction chamber, the substrate 1 can be transported, and when the heater 6 moves downward in the drawing and closes, the sealing material on the reaction chamber wall 8 is used. In the completely sealed state, an a-Si thin film is formed by plasma CVD. In the first reaction chamber 11, the n layer 22 of FIG.
However, the i layer 23 is formed in the second and third reaction chambers 12 and 13, and the p layer 24 is formed in the fourth reaction chamber 14. In this apparatus, film formation is performed with the flexible substrate 1 stopped. When the voltage application to the RF electrode 51 of each reaction chamber is stopped and the film formation is completed, each reaction chamber is evacuated and the ground electrode 52 and the sealing material of the reaction chamber wall 8 are separated from the substrate 1 One frame length is conveyed to the next position for forming the a-Si layer.
The unit length of the substrate used in one film formation, that is, the substrate transport pitch is one frame length. Usually, the film is not formed on the entire surface of the substrate without any gap, and one frame length is longer than the part where the film is formed in the reaction chamber. And in that case,
Separate film-formed portions are formed on the substrate, and non-film-formed portions remain between the film-formed portions. After that, heater closing → gas introduction → pressure control → discharge (film formation) → vacuum exhaust → heater open → one frame length conveyance is repeated as a sequence.

【0009】停止した基板1に接地電極52と両側にシ
ール材を備えた反応室壁8が密着することにより各反応
室31、32、33の気密性が保たれるので、反応室の
圧力はそれぞれに連結された図示しない真空ポンプによ
り独立して制御可能であり、各成膜条件は独立して制御
できる。また、真空ポンプ7により独立して排気される
共通室9の圧力を各反応室11、12、13、14より
低くすることにより、各反応室への他の反応室の反応ガ
スあるいは大気の進入が防止されるので、ガスの相互拡
散がない状態でステップ的に多層膜を積層することが可
能である。
Since the grounded electrode 52 and the reaction chamber wall 8 provided with the sealing material on both sides are brought into close contact with the stopped substrate 1, the airtightness of the reaction chambers 31, 32 and 33 is maintained, so that the pressure in the reaction chamber is The film forming conditions can be controlled independently by a vacuum pump (not shown) connected to each. Further, by lowering the pressure of the common chamber 9 which is independently evacuated by the vacuum pump 7 from that of the reaction chambers 11, 12, 13, and 14, the reaction gas of the other reaction chambers or the atmospheric air enters each reaction chamber. Since this is prevented, it is possible to stack the multilayer films stepwise without mutual diffusion of gases.

【0010】なお、図11で、i層形成のための反応室
が第二、第三反応室12、13の二室あるのは、厚いi
層22を形成するためである。p、i、n各層のための
反応室の数はそれぞれのプロセス時間の大小に応じて、
タクトタイムが短く、かつ、装置コストが安価になるよ
うな最適値に設定される。また、この方式を採用した場
合、極端に成膜条件が異なる膜の形成を同一の装置で行
うことが可能になるというメリットもある。図12の透
明電極25として通常用いられるITO(インジウム・
錫酸化物)は、装置の低コスト化およびa−Si成膜後
のピンホールに起因したリークを抑制する観点から、同
一の装置で引き続き形成することが望ましい。しかしな
がら、ITOは通常スパッタリングにより形成されるた
め、放電用のガスの種類および成膜時圧力がa−Si成
膜の場合と極端に異なり、反応室が狭い隙間を通してつ
ながっているロールツーロール方式では連続形成が困難
だった。一方、ステッピングロール方式を採用した場
合、成膜時は完全に各反応室が仕切られるためITOの
同一装置での形成が可能になる。
In FIG. 11, there are two reaction chambers, i.e., the second and third reaction chambers 12 and 13, for forming the i-layer.
This is for forming the layer 22. The number of reaction chambers for the p, i, and n layers depends on the size of each process time,
The optimum value is set so that the takt time is short and the device cost is low. Further, when this method is adopted, there is an advantage that it is possible to form films having extremely different film forming conditions with the same apparatus. The ITO (indium.
It is desirable that the tin oxide) be continuously formed in the same device from the viewpoint of reducing the cost of the device and suppressing the leak caused by the pinhole after the a-Si film formation. However, since ITO is usually formed by sputtering, the type of discharge gas and the pressure during film formation are extremely different from the case of a-Si film formation, and in the roll-to-roll system in which the reaction chambers are connected through a narrow gap. Continuous formation was difficult. On the other hand, when the stepping roll method is adopted, each reaction chamber is completely partitioned during film formation, so that ITO can be formed in the same apparatus.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ロールツーロール方式
成膜装置の場合、各反応室でそれぞれ連続的に成膜して
いるためにプロセス上の無駄な時間は0である。しかし
ながら、反応室間は基板を通過させるための細い隙間で
つながっており、原料ガスの相互拡散を完全に抑止する
ことは困難である。このためi層に微量のドーパントが
拡散し、太陽電池の特性を低下させることがある。さら
に、上述したようにITOなど、真空度等の条件が大き
く異なる工程までを一貫して同一の装置で形成すること
は困難である。
In the case of the roll-to-roll type film forming apparatus, since the film is continuously formed in each reaction chamber, the wasteful time in the process is zero. However, the reaction chambers are connected by a narrow gap for passing the substrate, and it is difficult to completely suppress the mutual diffusion of the source gases. Therefore, a small amount of dopant may diffuse into the i-layer, which may deteriorate the characteristics of the solar cell. Furthermore, as described above, it is difficult to consistently form the same device up to steps such as ITO where the conditions such as the degree of vacuum greatly differ.

【0012】一方、ステッピングロール方式成膜装置の
場合、成膜時は反応室が完全に仕切られるため、ガスの
相互拡散が完全に抑えられ高効率の太陽電池の製造が可
能である。また、ITOまでを一貫して同一の装置で形
成することも容易である。しかしながら、成膜を行わな
い無駄な時間が1ステップごとに1分30秒程度(搬送
30秒、ガス導入及び圧力コントロール30秒、真空排
気30秒)あり、タクトタイムを5分程度或いはそれ以
下にして大量生産する場合、この無駄時間が生産能力を
低下させることにつながる。
On the other hand, in the case of the stepping roll type film forming apparatus, since the reaction chamber is completely partitioned during film formation, mutual diffusion of gases is completely suppressed, and a highly efficient solar cell can be manufactured. It is also easy to consistently form ITO up to the same device. However, there is a dead time of 1 minute 30 seconds for each step (30 seconds for transportation, 30 seconds for gas introduction and pressure control, 30 seconds for vacuum evacuation), and the takt time is about 5 minutes or less. In the case of mass production by mass production, this dead time leads to a reduction in production capacity.

【0013】上記の問題に鑑みて本発明の目的は、反応
室間の原料ガスの相互拡散を抑止して、最適な条件で各
層を形成し、しかも無駄時間を低減できる薄膜光電変換
素子の製造装置および製造方法を提供することにある。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to produce a thin film photoelectric conversion element capable of suppressing the mutual diffusion of source gases between reaction chambers, forming each layer under optimum conditions, and reducing the dead time. An object is to provide an apparatus and a manufacturing method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は、帯状可撓性基板の上に複数の異なる性質の
薄膜を基板を静止した状態でステップ的に積層して光電
変換層を形成する薄膜光起電力素子のステッピングロー
ル方式の製造装置において、反応室間に、成膜時に一度
に使用される基板の単位長(1フレーム長)の整数倍の
長さの基板の蓄積が可能な中間蓄積機構を有するものと
する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a photoelectric conversion layer by stepwise laminating a plurality of thin films having different properties on a strip-shaped flexible substrate. In a stepping roll type manufacturing apparatus of a thin film photovoltaic element for forming a film, a substrate having a length that is an integral multiple of a unit length (one frame length) of the substrate used at one time during film formation is accumulated between reaction chambers. It shall have a possible intermediate storage mechanism.

【0015】中間蓄積機構としては、基板が固体または
気体の押圧物により送り方向とほぼ直角の方向に変形さ
れて蓄積を行うものとする。そのように中間蓄積機構を
設ければ、基板の蓄積により反応室の開放時期をずらす
ことができる。二つの送りロールの回転量の差により基
板の蓄積を行う駆動ロール機構とすることもできる。
As the intermediate accumulating mechanism, it is assumed that the substrate is deformed by a solid or gas pressing object in a direction substantially at right angles to the feeding direction for accumulating. If the intermediate storage mechanism is provided in this way, the opening time of the reaction chamber can be shifted due to the storage of the substrate. It is also possible to use a drive roll mechanism that accumulates the substrate by the difference in the rotation amount of the two feed rolls.

【0016】特に押圧物の先端にロールを持つ可動ロー
ル機構、或いは駆動ロール機構とすれば、基板とロール
との摩擦が抑制できる。また、気体の押圧物により基板
を変形させ、或いは静電吸着部を持ち基板を裏面から把
持し、基板を変形させるものとすれば、基板表面と他の
物体との接触が避けられる。
In particular, if a movable roll mechanism having a roll at the tip of the pressed object or a drive roll mechanism is used, the friction between the substrate and the roll can be suppressed. Further, if the substrate is deformed by a gas pressing object, or the substrate is deformed by gripping the substrate from the back surface with an electrostatic adsorption portion, contact between the substrate surface and other objects can be avoided.

【0017】更に、蓄積機構の両側に仕切りバルブを配
置して中間室を設けたことがよい。仕切りバルブで仕切
られる中間室があれば、反応室間の反応ガスの侵入が抑
止できる。上記のような製造装置を用いた薄膜光電変換
素子のステッピングロール方式の製造方法としては、複
数の反応室の開放時期をずらしたものとする。
Further, partition valves may be arranged on both sides of the storage mechanism to provide an intermediate chamber. If there is an intermediate chamber that is partitioned by a partition valve, invasion of reaction gas between the reaction chambers can be suppressed. In the stepping roll method of manufacturing the thin film photoelectric conversion element using the manufacturing apparatus as described above, the opening times of the plurality of reaction chambers are shifted.

【0018】特に、中間室の両側の仕切りバルブの開放
時期をずらしたことがよい。そのようにすれば、反応室
間のガスの相互拡散が抑止できる。また、帯状可撓性基
板の上に複数の異なる性質の薄膜を、基板を搬送しなが
ら連続的に積層して光電変換層を形成する薄膜光電変換
素子のロールツーロール方式の製造装置において、仕切
りバルブとその前後に配置された中間蓄積機構とを有す
るものとする。
In particular, it is preferable to shift the opening timing of the partition valves on both sides of the intermediate chamber. By doing so, mutual diffusion of gas between the reaction chambers can be suppressed. Further, in a roll-to-roll manufacturing apparatus for a thin film photoelectric conversion element, a plurality of thin films having different properties are continuously stacked on a strip-shaped flexible substrate while transporting the substrate to form a photoelectric conversion layer. It has a valve and an intermediate storage mechanism arranged in front of and behind it.

【0019】そのようにすれば、中間蓄積機構で基板の
蓄積、放出ができるため、仕切りバルブの開放時間を短
縮できる。中間蓄積機構としては、基板が固体または気
体の押圧物により送り方向とほぼ直角の方向に変形され
て蓄積を行うものとする。二つの送りロールの回転量の
差により基板の蓄積を行う送りロール機構、押圧物の先
端にロールを持つ可動ロール機構、気体の押圧物、或い
は吸引部を持つ基板を裏面把持機構等がよいことは、上
記の場合と同様である。
By doing so, the substrate can be accumulated and discharged by the intermediate accumulation mechanism, so that the opening time of the partition valve can be shortened. As the intermediate storage mechanism, the substrate is deformed by a solid or gas pressing object in a direction substantially perpendicular to the feed direction to perform storage. A feed roll mechanism that accumulates the substrate by the difference in the amount of rotation of the two feed rolls, a movable roll mechanism that has a roll at the tip of the pressed object, a gas pressing object, or a backside gripping mechanism for the substrate that has a suction part, etc. Is similar to the above case.

【0020】特に、二つの仕切りバルブで仕切られる中
間室を有し、二つの仕切りバルブの前後に配置された少
なくとも三つの可動ロール機構からなるロール付きバル
ブ機構を備えたものとすれば、その開放時期をずらせ
る。そして、二つの仕切りバルブで仕切られた中間室を
真空にする排気装置を備えたものとすれば、反応気体の
拡散を抑止できる。
In particular, if a roll-equipped valve mechanism having an intermediate chamber partitioned by two partition valves and comprising at least three movable roll mechanisms arranged before and after the two partition valves is provided, the opening of the valve mechanism is possible. Stagger the timing. If an exhaust device for evacuating the intermediate chamber partitioned by the two partition valves is provided, the diffusion of the reaction gas can be suppressed.

【0021】上記のような製造装置を用いた薄膜光電変
換素子のロールツーロール方式の製造方法としては、成
膜中に基板の一部が静止する時間があるものとする。特
に、二つの仕切りバルブがあるものでは、それらの仕切
りバルブの開放時期をずらしたことがよい。そのように
すれば、成膜中に静止した基板の部分で仕切りバルブを
閉めることができ、また開放時間を短くしてガスの相互
拡散が抑制できる。
In the roll-to-roll manufacturing method of the thin film photoelectric conversion element using the manufacturing apparatus as described above, it is assumed that there is a time during which part of the substrate remains stationary during film formation. In particular, in the case where there are two partition valves, it is preferable to shift the opening timing of those partition valves. By doing so, the partition valve can be closed at the portion of the substrate that is stationary during film formation, and the opening time can be shortened to suppress mutual diffusion of gases.

【0022】さらに、帯状可撓性基板の上に複数の異な
る性質の薄膜を積層して光電変換層を形成する薄膜光起
電力素子の製造装置において、連続的に成膜するロール
ツーロール方式の反応室と、基板を静止した状態でステ
ップ的に成膜するステッピングロール方式の反応室とを
備え、それらの間に中間蓄積機構を有するものとする。
Further, in a thin-film photovoltaic device manufacturing apparatus in which a plurality of thin films having different properties are laminated on a strip-shaped flexible substrate to form a photoelectric conversion layer, a roll-to-roll system of continuous film formation is used. A reaction chamber and a stepping-roll system reaction chamber for forming a film stepwise on a stationary substrate are provided, and an intermediate storage mechanism is provided between them.

【0023】特に、ステッピングロール方式の反応室と
可動ロール機構との間に仕切りバルブを有することがよ
い。そのようにすれば、可動ロール機構で基板の蓄積、
放出ができるため、二つの方式の成膜装置間で連続的に
基板を搬送できる。ステッピングロール方式の反応室と
可動ロール機構との間に仕切りバルブがあれば、仕切り
バルブを閉めることによって、ガスの相互拡散が抑制で
きる。
In particular, it is preferable to have a partition valve between the reaction chamber of the stepping roll system and the movable roll mechanism. By doing so, the movable roll mechanism accumulates the substrate,
Since it can be released, the substrate can be continuously transported between the two types of film forming apparatuses. If there is a partition valve between the reaction chamber of the stepping roll system and the movable roll mechanism, mutual diffusion of gases can be suppressed by closing the partition valve.

【0024】上記のような製造装置を用いた薄膜光電変
換素子の製造方法としては、一部の膜はロールツーロー
ル方式で基板を搬送しながら連続的に成膜し、他の膜は
ステッピングロール方式で基板を静止した状態でステッ
プ的に成膜するものとする。
As a method of manufacturing a thin film photoelectric conversion element using the above manufacturing apparatus, some films are continuously formed by a roll-to-roll method while the substrate is being conveyed, and other films are stepping rolls. In this method, the substrate is stationary and the film is formed stepwise.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】上記課題の解決のため本発明は、
成膜装置内の可撓性基板の中間蓄積機構を設ける方法を
考案した。具体的な手段としては、可動ロール等を組み
入れ、その動作により、可撓性基板を蓄積するようにし
た。以下図10、11と共通の部分に同じ符号を付した
図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。 [実施例1]図1は、例えば図12に示すようなシング
ルpin接合型のa−Si太陽電池を形成するための本
発明の第一の実施例のステッピングロール方式成膜装置
の断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS To solve the above-mentioned problems, the present invention provides:
A method of providing an intermediate storage mechanism for the flexible substrate in the film forming apparatus was devised. As a concrete means, a movable roll or the like was incorporated, and the flexible substrate was accumulated by the operation thereof. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings in which the same parts as those in FIGS. [Embodiment 1] FIG. 1 is a sectional view of a stepping roll system film forming apparatus of a first embodiment of the present invention for forming a single pin junction type a-Si solar cell as shown in FIG. 12, for example. is there.

【0026】それぞれ真空ポンプ7を備えた大きな真空
室の第一ブロック31、第二ブロック32、第三ブロッ
ク33がある。第一ブロック31内には可撓性基板1の
送り出しロール2と第一反応室11が、第二ブロック3
2内には第二、第三反応室12、13が、第三ブロック
33内には第四反応室14と巻き取りロール3がそれぞ
れ収納されている。 そして、各ブロック間には、仕切
りバルブ20で仕切られた中間室10があり、その中
に、中間蓄積機構として搬送ロール4と、可撓性基板1
を挟んで搬送ロール4の反対側の可動ロール5からなる
可動ロール機構が設けられている。
There are a first block 31, a second block 32 and a third block 33 which are large vacuum chambers each equipped with a vacuum pump 7. In the first block 31, the delivery roll 2 of the flexible substrate 1 and the first reaction chamber 11 are arranged in the second block 3
The second and third reaction chambers 12 and 13 are accommodated in the second block 2, and the fourth reaction chamber 14 and the winding roll 3 are respectively accommodated in the third block 33. An intermediate chamber 10 partitioned by a partition valve 20 is provided between the blocks, and the transport roll 4 as an intermediate storage mechanism and the flexible substrate 1 are provided in the intermediate chamber 10.
There is provided a movable roll mechanism including a movable roll 5 on the opposite side of the transport roll 4 with the sheet sandwiched therebetween.

【0027】各反応室には、図示されない高周波電源に
接続されたRF電極51、基板加熱用のヒータ6を備え
た接地電極52が対向しており、また真空ポンプ7を備
えている。ヒータ6は可動式で、ヒータ6が上昇して反
応室を開いたときは基板搬送が可能であり、ヒータ6が
下降して閉じたときは反応室壁8のシール材で完全にシ
ールされた状態で、プラズマCVDによるa−Si系薄
膜の成膜が行われることは図11の例と同じである。
An RF electrode 51 connected to a high frequency power source (not shown) and a ground electrode 52 having a heater 6 for heating the substrate face each reaction chamber, and a vacuum pump 7 is provided. The heater 6 is movable, and when the heater 6 rises to open the reaction chamber, the substrate can be transported, and when the heater 6 descends and closes, it is completely sealed by the sealing material on the reaction chamber wall 8. In this state, the a-Si thin film is formed by plasma CVD as in the example of FIG.

【0028】次に、図1の本発明第一の実施例のステッ
ピングロール方式成膜装置の搬送動作について、図2
(a)〜(g)の説明図に従って以下に説明する。ここ
では、第一反応室11でn層を、第二、第三反応室1
2、13でi層を堆積するものとする。第一反応室11
では図示されないガス供給装置からSiH4、H2 、P
3 を、、反応3、4室ではSiH4 、H2 をそれぞれ
原料ガスとして常時流し続けることとし、以下の操作の
繰り返しによって成膜と基板搬送を行う。
Next, the carrying operation of the stepping roll type film forming apparatus of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
A description will be given below according to the explanatory diagrams of (a) to (g). Here, the n layer is formed in the first reaction chamber 11 and the second and third reaction chambers 1 are formed.
It is assumed that the i layer is deposited at 2 and 13. First reaction chamber 11
Then, from a gas supply device (not shown), SiH 4 , H 2 , P
H 3 is always kept flowing as the source gas of SiH 4 and H 2 in the reaction chambers 3 and 4 , respectively, and film formation and substrate transfer are performed by repeating the following operations.

【0029】(a)全ての反応室で成膜を行っている。
基板1は静止しており、各反応室内は反応ガスで数百P
aの圧力になっている。第一ブロック31、第二ブロッ
ク内は大容量真空ポンプで真空に引かれており、10-3
Paの圧力になっている。中間室10の両側の仕切りバ
ルブ20a、bはともに開いており、中間室も高真空状
態にある。可動ロール5は基板1から離れている。
(A) Film formation is performed in all reaction chambers.
The substrate 1 is stationary, and each reaction chamber contains several hundred P of reaction gas.
The pressure is a. First block 31, in the second block are evacuated in large-capacity vacuum pump, 10 -3
The pressure is Pa. The partition valves 20a and 20b on both sides of the intermediate chamber 10 are both open, and the intermediate chamber is also in a high vacuum state. The movable roll 5 is separated from the substrate 1.

【0030】(b)第一反応室11のRF電極51への
高周波の印加を停止し、成膜を止める。右側の仕切りバ
ルブ20bを閉じた後、第一反応室11のヒータ6を上
げ、反応室を開放する。このとき第一ブロック31内の
基板1も少し上がり、反応室壁8のシール材から離れ
る。SiH4 、H2 、PH3 を流し続けるため第一ブロ
ック31内の真空度は低下するが、それほどは低下しな
い。第二、第三反応室12、13は成膜を続けてもよ
い。
(B) The application of high frequency to the RF electrode 51 in the first reaction chamber 11 is stopped to stop the film formation. After closing the partition valve 20b on the right side, the heater 6 of the first reaction chamber 11 is raised to open the reaction chamber. At this time, the substrate 1 in the first block 31 also slightly rises and separates from the sealing material of the reaction chamber wall 8. Since SiH 4 , H 2 , and PH 3 are kept flowing, the vacuum degree in the first block 31 is lowered, but not so much. Film formation may be continued in the second and third reaction chambers 12 and 13.

【0031】(c)送り出しロール2から基板1を繰り
出し、可動ロール5を下げて、中間室10内に1フレー
ム長の基板1を蓄積する。 (d)第一反応室11のヒータ6を下げて反応室を閉
じ、圧力制御した後、放電を開始する。中間室10の右
側の仕切りバルブ20bは第一ブロック31が高真空に
なってから開ける。
(C) The substrate 1 is fed from the delivery roll 2, the movable roll 5 is lowered, and the substrate 1 having a length of one frame is stored in the intermediate chamber 10. (D) The heater 6 of the first reaction chamber 11 is lowered to close the reaction chamber, the pressure is controlled, and then the discharge is started. The partition valve 20b on the right side of the intermediate chamber 10 is opened after the first block 31 becomes high vacuum.

【0032】(e)第二、第三反応室12、13のRF
電極51への高周波の印加を停止し、成膜を止める。左
側の仕切りバルブ20aを閉じた後、第二、第三反応室
12、13のヒータ6を上げ、反応室を開放する。この
とき第二ブロック32内の基板1も少し上がり、反応室
壁8のシール材から離れる。SiH4 、H2 を流し続け
るため第二ブロック32内の真空度は低下するが、それ
ほどは低下しない。第一反応室11は成膜を続けてもよ
い。
(E) RF in the second and third reaction chambers 12 and 13
The application of high frequency to the electrode 51 is stopped and the film formation is stopped. After closing the partition valve 20a on the left side, the heaters 6 of the second and third reaction chambers 12 and 13 are raised to open the reaction chambers. At this time, the substrate 1 in the second block 32 also slightly rises and separates from the sealing material of the reaction chamber wall 8. Since SiH 4 and H 2 continue to flow, the degree of vacuum in the second block 32 decreases, but not so much. The first reaction chamber 11 may continue film formation.

【0033】(f)可動ロール5を上昇させながら、基
板1を1フレーム長送る。 (g)第二、第三反応室12、13のヒータ6を下げて
反応室を閉じ、圧力調整した後、成膜を開始する。中間
室10の左側の仕切りバルブ20aは第二ブロック32
が高真空になってから開ける。図2は、図1の成膜装置
の左半部分についての説明であるが、右半部分の動作も
同様であり、容易に察せられるであろう。
(F) While raising the movable roll 5, the substrate 1 is fed for one frame length. (G) After lowering the heaters 6 of the second and third reaction chambers 12 and 13 to close the reaction chambers and adjusting the pressure, film formation is started. The partition valve 20a on the left side of the intermediate chamber 10 is the second block 32.
Open after the high vacuum. 2 illustrates the left half portion of the film forming apparatus of FIG. 1, the operation of the right half portion is the same and can be easily understood.

【0034】図1のような成膜装置とすれば、可動ロー
ル5を用いて基板1を1フレーム長蓄積できる機構を設
けることによって、反応室の開放時期を互いにずらすこ
とができるようになった。従来は各反応室の開放が一斉
に行われるため、反応室間のガスの相互拡散を避けるた
め、一度共通室を真空に引く必要があったが、反応室の
開放時期を互いにずらせるので、反応ガスは流したまま
にでき、共通室を真空に引く必要がなくなるのである。
In the film forming apparatus as shown in FIG. 1, by providing a mechanism capable of accumulating the substrate 1 for one frame length by using the movable roll 5, it becomes possible to shift the opening times of the reaction chambers from each other. . Conventionally, since the reaction chambers are opened simultaneously, it is necessary to draw a vacuum in the common chamber once to avoid mutual diffusion of gases between the reaction chambers, but since the reaction chambers are opened at different timings, The reaction gas can be left flowing, eliminating the need to evacuate the common chamber.

【0035】停止した基板1に接地電極52と両側にシ
ール材81を備えた反応室壁8が密着することにより各
反応室11、12、13、14の気密性が保たれるの
で、反応室の圧力はそれぞれに連結された図示しない排
気系7により独立して制御可能であり、各成膜条件は独
立して制御できること、および、排気系15により独立
して排気される各ブロック31、32、33の圧力を反
応室より低くすることにより、各反応室11、12、1
3、14への他の反応室の反応ガスあるいは大気の侵入
が防止されることは従来と同じである。
Since the grounded electrode 52 and the reaction chamber wall 8 provided with the sealing material 81 on both sides are brought into close contact with the stopped substrate 1, the airtightness of each reaction chamber 11, 12, 13, 14 is maintained, so that the reaction chambers are kept. Can be independently controlled by an exhaust system 7 (not shown) connected to each of them, each film forming condition can be independently controlled, and each block 31, 32 exhausted independently by the exhaust system 15 can be controlled. , 33 to lower pressure than the reaction chambers, the reaction chambers 11, 12, 1
It is the same as in the conventional case that the reaction gas or the atmosphere in the other reaction chambers is prevented from entering the chambers 3 and 14.

【0036】更に、仕切りバルブ20を備えた中間室1
0を設ければ、ブロック間が分離されるので、反応室間
の隔離性が高められ、互いに影響する他の反応室の反応
ガスあるいは大気の侵入が防止される。図11に示した
従来のステッピングロール方式成膜装置の場合、1ステ
ップあたり合計1分30秒程度(搬送30秒、ガス導入
及び圧力コントロール30秒、真空排気30秒)の無駄
時間があった。これに対し、本実施例では無駄時間が4
5秒程度(搬送30秒、圧力コントロール15秒)に短
縮される。基板搬送中のブロック内の真空ポンプは通常
フルオープンであるが、反応室内の圧力が成膜圧力にな
るように圧力コントロールしてもよい。その場合、反応
室を封止した後の圧力コントロールに要する時間が0に
なるので無駄時間は搬送にかかる30秒のみとなる。
Further, the intermediate chamber 1 equipped with a partition valve 20
If 0 is provided, the blocks are separated from each other, so that the isolation between the reaction chambers is enhanced, and the invasion of the reaction gas or the atmosphere in the other reaction chambers that affect each other is prevented. In the case of the conventional stepping roll type film forming apparatus shown in FIG. 11, there was a total of about 1 minute and 30 seconds per step (conveying 30 seconds, gas introduction and pressure control 30 seconds, vacuum evacuation 30 seconds). On the other hand, in this embodiment, the dead time is 4
It is shortened to about 5 seconds (conveyance 30 seconds, pressure control 15 seconds). The vacuum pump in the block during substrate transfer is normally full open, but the pressure may be controlled so that the pressure in the reaction chamber becomes the film formation pressure. In this case, the time required for pressure control after sealing the reaction chamber becomes 0, so that the dead time is only 30 seconds required for transportation.

【0037】ここで、図1のステッピングロール方式成
膜装置を用いて、図12に示した構造のpinシングル
接合型a−Si太陽電池を製造する場合の成膜シーケン
スおよびタクトタイムについて考える。第一反応室11
でn層22が、第二、第三反応室12、13でi層23
が、そして第四反応室14でp層24が成膜される。作
製するa−Si太陽電池の各層の膜厚はn層22が15
nm、i層23が300nm、p層24が12nmであ
る。それぞれの層の成膜速度は、5nm/分、50nm
/分、および4nm/分と仮定する。この場合、第一反
応室11および第四反応室14の純粋な成膜時間(放電
時間)は共に3分となる。i層23を第二、第三反応室
で各々150nmずつ成膜するとすれば、純粋な成膜時
間は同様に3分となる。前述した成膜方法の概念に基づ
けば、表1の成膜シーケンスが一例として考えられる。
このシーケンスによればタクトタイムは3分45秒間隔
となり、無駄時間は搬送および圧力コントロールにかか
る45秒のみであり、無駄時間がタクトタイム全体に占
める割合は20%である。従来のステッピングロール装
置の無駄時間は約1分30秒で、タクトタイム全体に占
める割合が33%だったので、本発明により無駄時間の
割合が大幅に削減されることが分かる。
Here, the film forming sequence and the tact time in the case of manufacturing the pin single junction type a-Si solar cell having the structure shown in FIG. 12 by using the stepping roll type film forming apparatus of FIG. 1 will be considered. First reaction chamber 11
And the n layer 22 is the i layer 23 in the second and third reaction chambers 12 and 13.
, And the p-layer 24 is formed in the fourth reaction chamber 14. The thickness of each layer of the a-Si solar cell to be manufactured is 15 for the n layer 22.
nm, the i layer 23 is 300 nm, and the p layer 24 is 12 nm. The deposition rate of each layer is 5 nm / min, 50 nm
/ Min, and 4 nm / min. In this case, the pure film formation time (discharge time) in the first reaction chamber 11 and the fourth reaction chamber 14 is 3 minutes. If the i layer 23 is formed in the second and third reaction chambers by 150 nm each, the pure film formation time is similarly 3 minutes. Based on the concept of the film forming method described above, the film forming sequence in Table 1 can be considered as an example.
According to this sequence, the takt time is 3 minutes and 45 seconds, the dead time is only 45 seconds required for the conveyance and the pressure control, and the ratio of the dead time to the entire takt time is 20%. Since the dead time of the conventional stepping roll device is about 1 minute 30 seconds, and the ratio of the total tact time is 33%, it can be seen that the ratio of the dead time is significantly reduced by the present invention.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】ここで、*印をした搬送とはヒーター6の
開放から、その閉止までをいう。また、可動ロール5の
両側の仕切りバルブ20を省略することも可能である。
但し、ブロック数が複数の場合、可動ロール5で待機し
ている基板1が好ましくないガスに曝されることになる
ため、太陽電池にしたとき特性が低下する可能性があ
る。
Here, the transportation marked with * means from the opening of the heater 6 to the closing thereof. It is also possible to omit the partition valves 20 on both sides of the movable roll 5.
However, when the number of blocks is plural, the substrate 1 standing by on the movable roll 5 is exposed to an undesired gas, so that the characteristics may deteriorate when the solar cell is used.

【0040】なお、送り出しロール2、巻き取りロール
3、搬送ロール4の各軸、RF電極51、接地電極52
の各面を鉛直にすれば、各反応室11〜14の天井や壁
面から落ちる塵埃の基板あるいはその上の膜面への付着
を防ぐことができる。RF電極51の両側に対向するよ
うに基板1を配置すれば、2ロール同時に成膜できる。
そのようにすれば、原料ガスの利用効率も高く、生産性
は更に向上する。また、RF電極51と接地電極52と
を逆にすることもできる。
The axes of the sending roll 2, the winding roll 3, and the transport roll 4, the RF electrode 51, and the ground electrode 52
If each surface is made vertical, it is possible to prevent the dust falling from the ceiling or wall surface of each reaction chamber 11 to 14 from adhering to the substrate or the film surface thereon. If the substrate 1 is arranged so as to face both sides of the RF electrode 51, two rolls can be formed simultaneously.
By doing so, the utilization efficiency of the raw material gas is high, and the productivity is further improved. Further, the RF electrode 51 and the ground electrode 52 can be reversed.

【0041】基板1がステンレススチールフィルムであ
ってもよいことは勿論である。 [実施例2]図3は、例えば図12に示したようなシン
グルpin接合型のa−Si太陽電池を製造するための
本発明の第二の実施例のロールツーロール方式成膜装置
の一部の断面図である。
It goes without saying that the substrate 1 may be a stainless steel film. [Embodiment 2] FIG. 3 shows an example of a roll-to-roll type film forming apparatus according to a second embodiment of the present invention for producing a single pin junction type a-Si solar cell as shown in FIG. It is sectional drawing of a part.

【0042】それぞれ真空ポンプ7を備えた第一反応室
11と第二反応室12とがある。第一反応室11内には
可撓性基板1の送り出しロール2、ヒータ6を備えた接
地電極52とRF電極51があり、第二反応室12内に
もヒータ6を備えた接地電極52とRF電極51があ
る。第一反応室11と第二反応室12との間には仕切り
バルブ20a、20bで仕切ることのできる中間室10
がある。仕切りバルブ20a、20bの両側には可動ロ
ール5と搬送ロール4とからなる可動ロール機構54が
設けられている。仕切りバルブ20と可動ロール機構と
の組み合わせをロール付きバルブ55と呼ぶことにす
る。
There is a first reaction chamber 11 and a second reaction chamber 12 each equipped with a vacuum pump 7. In the first reaction chamber 11, there are the feed roll 2 of the flexible substrate 1, the ground electrode 52 and the RF electrode 51 having the heater 6, and the second reaction chamber 12 also has the ground electrode 52 having the heater 6. There is an RF electrode 51. An intermediate chamber 10 that can be partitioned by partition valves 20a and 20b between the first reaction chamber 11 and the second reaction chamber 12
There is. A movable roll mechanism 54 including the movable roll 5 and the transport roll 4 is provided on both sides of the partition valves 20a and 20b. A combination of the partition valve 20 and the movable roll mechanism will be referred to as a roll valve 55.

【0043】第二反応室12の右側には、ロール付きバ
ルブを挟んで図示されない別の反応室があり、更に右方
には巻き取りロールがある各反応室には、図示されない
高周波電源に接続されたRF電極51、基板加熱用のヒ
ータ6を備えた接地電極52が対向しており、プラズマ
CVDによるa−Si系薄膜の成膜が行われることは図
10の例と同じである。真空ポンプ7を備えている。
On the right side of the second reaction chamber 12, there is another reaction chamber (not shown) sandwiching a valve with a roll, and on the right side there is a take-up roll. Each reaction chamber is connected to a high frequency power source (not shown). The RF electrode 51 and the ground electrode 52 provided with the heater 6 for heating the substrate face each other, and the a-Si thin film is formed by plasma CVD, as in the example of FIG. A vacuum pump 7 is provided.

【0044】まず、図3の本発明第二の実施例のロール
ツーロール方式成膜装置で用いているロール付きバルブ
55について、図4(a)〜(c)の動作説明図に従っ
て以下に説明する。このロール付きバルブ55は基板1
を挟んでシールするための仕切りバルブ20と二個の可
動ロール5および四個の通常の搬送ロール4から構成さ
れている。
First, the valve 55 with a roll used in the roll-to-roll type film forming apparatus of the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3 will be described below with reference to the operation explanatory diagrams of FIGS. 4 (a) to 4 (c). To do. This rolled valve 55 is the substrate 1
It is composed of a partition valve 20 for sandwiching and sealing it, two movable rolls 5 and four ordinary transport rolls 4.

【0045】アイドリング時は二個の可動ロール5がと
もに上下方向に移動せず、開いた仕切りバルブ20aを
通して基板1が速度Vで搬送される[図4(a)]。第
一反応室11で成膜するときは、仕切りバルブ20aを
閉じる。仕切りバルブ20aで基板1が止められるが、
左方から送り出されてくるので、仕切りバルブ20aの
左の可動ロール5aは下降して、基板1を蓄積する。一
方仕切りバルブ20aの右側の可動ロール5bは上昇し
て、蓄積していた基板1を放出する[図4(b)]。こ
のとき、張力をある一定値に維持したまま左右の基板1
を速度Vで移動させる。放出速度を基板1の送り速度V
と合わせれば、基板1が緩んだり、引きちぎられたりす
ることがない。
During idling, the two movable rolls 5 do not move vertically, and the substrate 1 is conveyed at a speed V through the open partition valve 20a [FIG. 4 (a)]. When forming a film in the first reaction chamber 11, the partition valve 20a is closed. The substrate 1 is stopped by the partition valve 20a,
Since it is sent from the left side, the movable roll 5a on the left side of the partition valve 20a descends and accumulates the substrate 1. On the other hand, the movable roll 5b on the right side of the partition valve 20a rises and releases the accumulated substrate 1 [FIG. 4 (b)]. At this time, the left and right substrates 1 while maintaining the tension at a certain value.
Are moved at speed V. The discharge speed is the feed speed V of the substrate 1.
With this, the substrate 1 will not be loosened or torn off.

【0046】両側の可動ロールの移動方法としては、基
板1の搬送速度Vを発生させるように能動的に速度V/
2で移動させる方法と外部から速度Vで基板1を搬送さ
せて張力を一定にするように受動的に移動させる方法の
二種類が考えられるがどちらでもよい。仕切りバルブ2
0aの左の可動ロール5aが下降して一定量蓄積された
後、仕切りバルブ20aを開け、左の可動ロール5aを
上昇させ、右の可動ロール5bを下降させて仕切りバル
ブ20aの右側に基板1の蓄積分を移動させる[図4
(c)]。仕切りバルブを開いたときは二個の可動ロー
ルを適当な速度で移動させアイドリング時の位置まで戻
った時点で停止させる。このとき基板1の移動速度は送
り出しロール2からの送り出し速度Vより早くできる。
そして、その早い分だけ仕切りバルブ20を開ける時間
は短くかくできる。例えば3倍早くすれば、開放時間は
1/3ですむ。
As a method of moving the movable rolls on both sides, the speed V /
There are two methods, a method of moving the substrate 1 at a speed of 2 and a method of moving the substrate 1 at a speed V from the outside to passively move the substrate 1 so as to keep the tension constant, but either method may be used. Partition valve 2
0a left movable roll 5a descends and accumulates a certain amount, then the partition valve 20a is opened, the left movable roll 5a is raised, the right movable roll 5b is lowered, and the substrate 1 is placed on the right side of the partition valve 20a. Move the accumulated amount of [Fig. 4
(C)]. When the gate valve is opened, the two movable rolls are moved at an appropriate speed and stopped when they return to the idling position. At this time, the moving speed of the substrate 1 can be made faster than the sending speed V from the sending roll 2.
Then, the time for opening the partition valve 20 can be shortened by the earlier amount. For example, if you make it 3 times faster, the opening time will be 1/3.

【0047】このバルブ機構を用いれば両側での基板の
送り速度は一定のままで、間欠的に両側の反応室を仕切
ることが可能である。再び図3の第二の実施例の成膜装
置にもどり、その製造方法を説明する。この成膜装置は
基本的にロールツーロール方式の成膜装置なので、送り
ロール2からの基板の送り出し速度は一定であり、ステ
ッピングロール方式のように基板の送りだしが止まるこ
とはない。そして、各反応室での成膜も連続的に行われ
る。第一反応室11でn層を、第二、第三反応室12、
13でi層を堆積するものとする。第一反応室11では
図示されないガス供給装置からSiH4 、H2 、PH3
を、第二反応2室12ではSiH4 、H2 をそれぞれ原
料ガスとして常時流し続ける。ただし、ロール付きバル
ブの使用により、仕切りバルブ20が閉まっているとき
は、その部分では基板1が止まっており、短時間仕切り
バルブ20を開放して、基板1を素早く送る。しかし上
で説明したように仕切りバルブ20の開放時間は短縮で
きるので、反応室11、12の反応ガスの相互拡散はそ
れだけ抑えられる。
By using this valve mechanism, it is possible to intermittently partition the reaction chambers on both sides while keeping the substrate feeding speed on both sides constant. Returning again to the film forming apparatus of the second embodiment of FIG. 3, the manufacturing method thereof will be described. Since this film forming apparatus is basically a roll-to-roll type film forming apparatus, the feeding speed of the substrate from the feeding roll 2 is constant, and the feeding of the substrate does not stop unlike the stepping roll method. The film formation in each reaction chamber is also continuously performed. N layer in the first reaction chamber 11, second, third reaction chamber 12,
At 13, the i-layer is to be deposited. In the first reaction chamber 11, SiH 4 , H 2 and PH 3 are supplied from a gas supply device (not shown).
In the second reaction 2 chamber 12, SiH 4 and H 2 are continuously supplied as source gases. However, by using the valve with roll, when the partition valve 20 is closed, the substrate 1 is stopped at that portion, and the partition valve 20 is opened for a short time to rapidly feed the substrate 1. However, as described above, since the opening time of the partition valve 20 can be shortened, the mutual diffusion of the reaction gases in the reaction chambers 11 and 12 can be suppressed accordingly.

【0048】その結果、従来のロールツーロール方式の
成膜装置のような、反応ガスの拡散に起因する太陽電池
の特性劣化はなくなる。図3のa−Si太陽電池を作製
するための成膜装置の例において、送り出しロール2か
ら金属膜付きのプ樹脂フィルムの基板1を0.1〜1m
/分の速度で送りだし、第一反応室11でn層、第二反
応室12でi層を作製するものとする。二つの反応室1
1、12の間には、二個の仕切りバルブ20a、20b
で仕切られ、真空ポンプ7をもつ中間室10がある。こ
の二個の仕切りバルブ20a、20bは表2のシーケン
スで動作する。
As a result, the characteristic deterioration of the solar cell due to the diffusion of the reaction gas, unlike the conventional roll-to-roll type film forming apparatus, is eliminated. In the example of the film-forming apparatus for manufacturing the a-Si solar cell of FIG. 3, 0.1 to 1 m of the resin film substrate 1 with the metal film is fed from the delivery roll 2.
It is assumed that the n-layer is produced in the first reaction chamber 11 and the i-layer is produced in the second reaction chamber 12 at a rate of / min. Two reaction chambers 1
Two partition valves 20a and 20b are provided between 1 and 12.
There is an intermediate chamber 10 which is partitioned by and has a vacuum pump 7. The two partition valves 20a and 20b operate in the sequence shown in Table 2.

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】図3のように二つの反応室11、12の間
に、仕切りバルブ20a、20bで仕切ることのできる
中間室10があれば、二個の仕切りバルブが同時に開い
ていることがないような一連の動作で操作することがで
きる。二個のバルブが同時に閉じている時間で十分な真
空引きを行えば二つの反応室11、12間でのガスの相
互拡散を完全に抑止できる。すなわち、ロールツーロー
ル成膜装置の最大の問題点であるガス相互拡散が克服で
きる。
As shown in FIG. 3, if there is an intermediate chamber 10 which can be partitioned by the partition valves 20a and 20b between the two reaction chambers 11 and 12, it is possible to prevent the two partition valves from opening simultaneously. It can be operated by a series of operations. If sufficient evacuation is performed while the two valves are closed at the same time, mutual diffusion of gas between the two reaction chambers 11 and 12 can be completely suppressed. That is, the greatest problem of the roll-to-roll film forming apparatus, gas mutual diffusion, can be overcome.

【0051】なお、可動ロール5のストロークは以下の
式で決定されるので、装置設計の際に留意する必要があ
る。 ストローク=仕切りバルブが閉じている時間×フィルム
搬送速度÷2 中間室10の両側にロール付きバルブ機構55を設けた
ときは、中間室10内の可動ロール機構54は一つにで
きる。 [実施例3]図5に本発明の第三の実施例の製造装置の
部分断面図を示す。これは図12のa−Si層22、2
3、24および透明電極25を一貫して連続成膜するた
めのロールツーロール方式の成膜装置である。a−Si
各層は、可撓性基板1上に第一、第二、第三反応室1
1、12、13で、通常のプラズマCVD法によりロー
ルツーロール成膜方式で成膜されるので説明は省略す
る。
Since the stroke of the movable roll 5 is determined by the following equation, it is necessary to pay attention when designing the device. Stroke = Time when partition valve is closed × Film transport speed / 2 When the valve mechanisms 55 with rolls are provided on both sides of the intermediate chamber 10, the number of movable roll mechanisms 54 in the intermediate chamber 10 can be one. [Embodiment 3] FIG. 5 shows a partial sectional view of a manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention. This is the a-Si layer 22, 2 of FIG.
This is a roll-to-roll type film forming apparatus for consistently and continuously forming films 3 and 24 and the transparent electrode 25. a-Si
Each layer has a first, second, and third reaction chamber 1 on a flexible substrate 1.
Nos. 1, 12, and 13 are omitted because the film is formed by a roll-to-roll film forming method by a normal plasma CVD method.

【0052】第四反応室14は、透明電極形成用のスパ
ッタ室であり、18はITOのターゲット、19はアノ
ードである。第三反応室13と第四反応室14との境に
中間室10を設け、仕切りバルブ20c、20dをもつ
ロール付きバルブ機構55を配置した。6はヒーターで
ある。a−Si各層がSiH4 ガスを主ガスH2 を希釈
ガスとして10〜100Paの範囲でプラズマCVDに
より形成されるのに対し、透明電極はITO(インジウ
ム錫酸化物)を原料としてアルゴンガス(Ar)をスパ
ッタガスに用いて圧力0.1〜1Paでスパッタリング
により形成される。従って、両反応室ではプロセスガス
および圧力が極端に異なり、従来のロールツーロール方
式では成膜できなかった。
The fourth reaction chamber 14 is a sputtering chamber for forming a transparent electrode, 18 is an ITO target, and 19 is an anode. The intermediate chamber 10 was provided at the boundary between the third reaction chamber 13 and the fourth reaction chamber 14, and the valve mechanism 55 with rolls having the partition valves 20c and 20d was arranged. 6 is a heater. While each a-Si layer is formed by plasma CVD in the range of 10 to 100 Pa using SiH 4 gas as a main gas H 2 as a diluent gas, the transparent electrode is made of ITO (indium tin oxide) as a raw material and an argon gas (Ar). ) Is used as a sputtering gas at a pressure of 0.1 to 1 Pa by sputtering. Therefore, the process gas and the pressure are extremely different in both reaction chambers, and the conventional roll-to-roll method cannot form a film.

【0053】本実施例では、a−Si層を成膜するプラ
ズマCVD用第三反応室13とITOスパッタ用の第四
反応室14との間が2組のロール付きバルブ機構55に
より仕切られている。二つの仕切りバルブ20c、20
dの開放時期をずらすことによって、第四反応室14を
高真空度に保つことができる。その結果、ITOのロー
ルツーロール方式での成膜が可能になった。尚、ITO
は蒸着によって形成しても良く、全ての中間室にロール
付きバルブ機構を適用してもよい。 [実施例4]図6に本発明の第四の実施例の製造装置の
部分断面図を示す。これは例えば図12の太陽電池のa
−Si層を成膜するためのロールツーロール方式とステ
ッピングロール方式を混在させた成膜装置である。
In this embodiment, the third reaction chamber 13 for plasma CVD for forming an a-Si layer and the fourth reaction chamber 14 for ITO sputtering are partitioned by two sets of valve mechanisms 55 with rolls. There is. Two partition valves 20c, 20
By shifting the opening time of d, the fourth reaction chamber 14 can be kept at a high degree of vacuum. As a result, it became possible to form the ITO film by a roll-to-roll method. In addition, ITO
May be formed by vapor deposition, and a valve mechanism with a roll may be applied to all the intermediate chambers. [Embodiment 4] FIG. 6 shows a partial sectional view of a manufacturing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. This is, for example, a of the solar cell of FIG.
A film forming apparatus in which a roll-to-roll method and a stepping roll method for forming a Si layer are mixed.

【0054】それぞれ真空ポンプ7を備えた第一反応室
11と第二、第三反応室12、13が収納された第一ブ
ロック室31および第四反応室14がある。それぞれの
反応室には、ヒータ6を備えた接地電極52とRF電極
51があってプラズマCVD法により成膜できるが、第
一反応室11と第四反応室14ではロールツーロール方
式ですなわち基板1を移動しながら、第二、第三反応室
12、13ではステッピングロール方式ですなわち基板
1を停止した状態で成膜が行われる。
There are a first reaction chamber 11 equipped with a vacuum pump 7, a first block chamber 31 accommodating the second and third reaction chambers 12 and 13, and a fourth reaction chamber 14. Each reaction chamber has a ground electrode 52 equipped with a heater 6 and an RF electrode 51 for film formation by the plasma CVD method, but in the first reaction chamber 11 and the fourth reaction chamber 14, a roll-to-roll method, that is, a substrate is used. While moving 1, the film formation is performed in the second and third reaction chambers 12 and 13 by the stepping roll method, that is, with the substrate 1 stopped.

【0055】第一反応室11と第一ブロック31との間
および第一ブロック31と第四反応室14との間には、
仕切りバルブ20とその両側に可動ロール機構54を備
えたロール付きバルブ機構55が配置されている。第一
反応室11と第一ブロック31との間の仕切りバルブ2
0aとその両側の可動ロール5a、5bの動作は次のよ
うになる。第一反応室11での成膜は連続的に行われて
いる。仕切りバルブ20aが閉まっているとき可動ロー
ル5aが下がって基板1を蓄積する。蓄積分が1フレー
ム長になったら、仕切りバルブ20aを開け、可動ロー
ル5aを上げ可動ロール5bを下げて、基板1の蓄積分
を仕切りバルブ20aの右側に移す。仕切りバルブ20
aを閉めた後、第二、第三反応室12、13のヒータ6
を上げ、基板1を送る。1フレーム長送ったら、ヒータ
6を下げ、圧力調整をして第二、第三反応室12、13
で成膜を開始する。
Between the first reaction chamber 11 and the first block 31 and between the first block 31 and the fourth reaction chamber 14,
The partition valve 20 and a valve mechanism 55 with a roll having a movable roll mechanism 54 on both sides thereof are arranged. Partition valve 2 between the first reaction chamber 11 and the first block 31
0a and the movable rolls 5a and 5b on both sides thereof are operated as follows. The film formation in the first reaction chamber 11 is continuously performed. When the partition valve 20a is closed, the movable roll 5a is lowered to accumulate the substrate 1. When the accumulated amount reaches one frame length, the partition valve 20a is opened, the movable roll 5a is raised and the movable roll 5b is lowered, and the accumulated amount of the substrate 1 is transferred to the right side of the partition valve 20a. Partition valve 20
After closing a, the heater 6 in the second and third reaction chambers 12 and 13 is closed.
And raise the substrate 1. After one frame has been sent, the heater 6 is lowered to adjust the pressure, and the second and third reaction chambers 12 and 13 are
Then, the film formation is started.

【0056】第一ブロック31と第四反応室14との間
のロール付きバルブ機構55の動作も同様に進められ、
ステッピングロール成膜方式からロールツーロール成膜
方式へもスムーズに移行できる。このようにして、ロー
ルツーロール方式とステッピングロール方式を混在させ
た成膜装置でも順調に成膜でき、それぞれの方式の特徴
を生かした成膜層が得られる。しかも、仕切りバルブ2
0と開放と第二、第三反応室12、13との開放時期を
ずらすことにより、反応室間のガスの相互拡散が抑止で
きる。
The operation of the valve mechanism with roll 55 between the first block 31 and the fourth reaction chamber 14 is also proceeded in the same manner.
A smooth transition can be made from the stepping roll film formation method to the roll-to-roll film formation method. In this way, even a film forming apparatus in which the roll-to-roll method and the stepping roll method are mixed can smoothly perform film formation, and a film formation layer making use of the characteristics of each method can be obtained. Moreover, the partition valve 2
By shifting the opening time of 0 and the opening time of the second and third reaction chambers 12 and 13 from each other, mutual diffusion of gas between the reaction chambers can be suppressed.

【0057】第一ブロック31の両端に仕切りバルブ2
0bを設け、仕切りバルブ20aとの開放時期をずらす
ようにすれば、更に反応室間の隔離性が高められ、成膜
した膜室を高められる。図ではa−Si層の成膜用の反
応室だけとしたが、ITOのスパッタ室を設けることも
できる。
The partition valves 2 are provided at both ends of the first block 31.
If 0b is provided and the opening time with respect to the partition valve 20a is shifted, the isolation between the reaction chambers can be further enhanced, and the film chamber for film formation can be enhanced. Although only the reaction chamber for forming the a-Si layer is shown in the figure, an ITO sputtering chamber may be provided.

【0058】以上の実施例においては中間蓄積機構とし
てすべて可動ロール機構を用いた例を示したが、他の機
構も考えられる。図7(a)、(b)は、二組の駆動ロ
ール16を用いた駆動ロール機構56である。二組の駆
動ロール16の回転量を変えて、基板1の蓄積、放出を
行う。第一駆動ロール16aを回転し、第二駆動ロール
16bを停止または第一駆動ロール16aより少ない回
転をすれば、それらの間に基板1が蓄積され、逆に第一
駆動ロール16aを停止し、第二駆動ロール16bを回
転すれば放出が行われる。
In the above embodiments, the movable roll mechanism is used as the intermediate accumulating mechanism, but other mechanisms are possible. 7A and 7B show a drive roll mechanism 56 using two sets of drive rolls 16. The substrate 1 is accumulated and discharged by changing the rotation amounts of the two sets of drive rolls 16. If the first drive roll 16a is rotated and the second drive roll 16b is stopped or rotated less than the first drive roll 16a, the substrate 1 is accumulated between them, and conversely, the first drive roll 16a is stopped, The discharge is performed by rotating the second drive roll 16b.

【0059】駆動ロール16a、16bと基板1との間
の保持は摩擦により[図7(a)]、または基板1の端
に設けられた孔列に駆動ロール16a、16bの突起を
挿入して行う[図7(b)]。これらの方法は、基板1
の積極的な送り出しが可能である。図8は、また、別の
中間蓄積機構の例であり、可動ロールで基板を押す代わ
りに図の上方のノズル28から短時間不活性ガスを噴射
して、基板1を変形させ、蓄積をするものである。必要
により、下方にストッパ29を設けても良い。 可動ロ
ールで基板を変形させる方式は、基板の両面にロールが
接触してしまい、ロールの回転により摩擦が少ないとは
いえ基板表面に傷をつけることがあったが、このように
不活性ガスで押す方式にすれば、基板1の表面には非接
触で変形させることができる。
Holding between the drive rolls 16a and 16b and the substrate 1 is performed by friction [FIG. 7 (a)], or the protrusions of the drive rolls 16a and 16b are inserted into the hole rows provided at the ends of the substrate 1. Perform [FIG. 7 (b)]. These methods are for substrate 1
It is possible to send out positively. FIG. 8 is another example of the intermediate storage mechanism. Instead of pushing the substrate with the movable roll, the nozzle 28 at the upper part of the drawing ejects an inert gas for a short time to deform the substrate 1 for storage. It is a thing. If necessary, a stopper 29 may be provided below. In the method of deforming the substrate with the movable roll, the roll comes into contact with both sides of the substrate, and although the friction of the roll causes little friction, the surface of the substrate may be scratched. With the pressing method, the surface of the substrate 1 can be deformed without contact.

【0060】図9は、更に別の中間蓄積機構の例であ
る。可動ロールで基板を押す代わりに図の下方に静電吸
着板17があり、それを基板1の裏面に接触させ、基板
を吸着した後、斜め下方に移動させ蓄積をするものであ
る。静電吸着板17としては、電極を埋め込んだアルミ
ナ板などが知られている。この場合も基板1の表面には
接触しないで基板の変形が可能である。
FIG. 9 is an example of yet another intermediate storage mechanism. Instead of pushing the substrate with a movable roll, there is an electrostatic attraction plate 17 at the bottom of the drawing, which is brought into contact with the back surface of the substrate 1 to attract the substrate and then moved obliquely downward for accumulation. As the electrostatic attraction plate 17, an alumina plate having electrodes embedded therein is known. Also in this case, the substrate can be deformed without coming into contact with the surface of the substrate 1.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、可
動ロール機構等の中間蓄積機構により、可撓性基板の余
裕分を蓄積あるいは放出して、基板が静止する部分を設
けることができる。ステッピングロール方式の成膜装置
では、中間蓄積機構を設けて、複数の反応室の開放時期
をずらすことにより、従来の装置に比べて成膜を行わな
い無駄時間を約半分に抑えられる。この効果は特にタク
トタイムが短くなったときに顕著に現れ、生産性を大幅
に向上できる。
As described above, according to the present invention, the intermediate storage mechanism such as the movable roll mechanism can store or release the margin of the flexible substrate to provide the portion where the substrate is stationary. . In the stepping roll type film forming apparatus, by providing the intermediate storage mechanism and shifting the opening timing of the plurality of reaction chambers, the dead time for not forming the film can be reduced to about half as compared with the conventional apparatus. This effect remarkably appears especially when the takt time becomes short, and the productivity can be greatly improved.

【0062】一方、ロールツーロール方式の成膜装置で
は従来不可能だったガスの相互拡散の抑止が可能にな
る。この結果、太陽電池の特性の改善、さらには、透明
電極まで一貫して形成することが可能になる。更に両方
式を併用することが可能になった。すなわち、本発明に
より、高性能の太陽電池を高い歩留まりで大量生産する
ことが可能になる。
On the other hand, it becomes possible to suppress mutual diffusion of gases, which has been impossible in the conventional roll-to-roll type film forming apparatus. As a result, the characteristics of the solar cell can be improved, and even the transparent electrode can be formed consistently. Furthermore, both types can be used together. That is, the present invention enables mass production of high-performance solar cells with a high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一の実施例の成膜装置の断面図FIG. 1 is a sectional view of a film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)ないし(g)は図1の成膜装置の搬送動
作の説明図
2 (a) to (g) are explanatory views of a transport operation of the film forming apparatus of FIG.

【図3】本発明の第二の実施例の成膜装置の断面図FIG. 3 is a sectional view of a film forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】(a)ないし(c)はロール付きバルブ機構の
動作説明図
4 (a) to (c) are explanatory views of the operation of the valve mechanism with a roll.

【図5】本発明の第三の実施例の成膜装置の断面図FIG. 5 is a sectional view of a film forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第四の実施例の成膜装置の断面図FIG. 6 is a sectional view of a film forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】(a)、(b)は別の中間蓄積機構の例を示す
7A and 7B are views showing an example of another intermediate storage mechanism.

【図8】更に別の中間蓄積機構の例を示す図FIG. 8 is a diagram showing an example of yet another intermediate storage mechanism.

【図9】更にまた別の中間蓄積機構の例を示す図FIG. 9 is a diagram showing an example of yet another intermediate storage mechanism.

【図10】従来のロールツーロール成膜装置の断面図FIG. 10 is a sectional view of a conventional roll-to-roll film forming apparatus.

【図11】従来のステッピングロール成膜装置の断面図FIG. 11 is a sectional view of a conventional stepping roll film forming apparatus.

【図12】シングルpin接合型a-Si太陽電池の構造図FIG. 12: Structural diagram of single pin junction type a-Si solar cell

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 可撓性基板 2 送り出しロール 3 巻き取りロール 4 搬送ロール 5、5a、5b 可動ロール 6 ヒーター 7 真空ポンプ 8 反応室壁 9 共通室 10 中間室 11 第一反応室 12 第二反応室 13 第三反応室 14 第四反応室 15 プラズマ 16、16a、16b 駆動ロール 18 ターゲット 19 アノード 20、20a、20b 仕切りバルブ 21 金属膜 22 n層 23 i層 24 p層 25 透明電極 26 送り室 27 巻き取り室 28 ノズル 29 ストッパ 30 静電吸着板 31 第一ブロツク 32 第二ブロツク 33 第三ブロツク 38 ブロック壁 51 RF電極 52 接地電極 54 可動ロール機構 55 ロール付きバルブ機構 56 駆動ロール機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flexible substrate 2 Delivery roll 3 Winding roll 4 Conveying roll 5, 5a, 5b Movable roll 6 Heater 7 Vacuum pump 8 Reaction chamber wall 9 Common chamber 10 Intermediate chamber 11 First reaction chamber 12 Second reaction chamber 13 Third Reaction chamber 14 Fourth reaction chamber 15 Plasma 16, 16a, 16b Driving roll 18 Target 19 Anode 20, 20a, 20b Partition valve 21 Metal film 22 n layer 23 i layer 24 p layer 25 Transparent electrode 26 Sending chamber 27 Winding chamber 28 Nozzle 29 Stopper 30 Electrostatic attraction plate 31 First block 32 Second block 33 Third block 38 Block wall 51 RF electrode 52 Ground electrode 54 Movable roll mechanism 55 Valve mechanism with roll 56 Drive roll mechanism

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】帯状可撓性基板の上に複数の異なる性質の
薄膜を基板を静止した状態でステップ的に積層して光電
変換層を形成する薄膜光起電力素子のステッピングロー
ル方式の製造装置において、反応室間に、一回の成膜時
に使用される基板の単位長(1フレーム長と称する)の
整数倍の長さの基板の蓄積が可能な中間蓄積機構を有す
ることを特徴とする薄膜光電変換素子の製造装置。
1. A stepping roll type manufacturing apparatus for a thin film photovoltaic element, in which a plurality of thin films having different properties are stacked stepwise on a strip-shaped flexible substrate while the substrate is stationary to form a photoelectric conversion layer. In the above, the intermediate storage mechanism is provided between the reaction chambers and capable of storing a substrate having a length that is an integral multiple of the unit length (referred to as one frame length) of the substrate used for one film formation. Manufacturing equipment for thin film photoelectric conversion elements.
【請求項2】基板が、基板の送り方向とほぼ直角の方向
に変形されて基板の蓄積を行う中間蓄積機構を有するこ
とを特徴とする請求項1記載の薄膜光電変換素子の製造
装置。
2. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the substrate has an intermediate accumulating mechanism for accumulating the substrate by deforming the substrate in a direction substantially perpendicular to the feeding direction of the substrate.
【請求項3】固体の押圧物により基板を変形させること
を特徴とする請求項2記載の薄膜光電変換素子の製造装
置。
3. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 2, wherein the substrate is deformed by a solid pressing object.
【請求項4】押圧物の先端にロールを持つ可動ロール機
構を有することを特徴とする請求項3記載の薄膜光電変
換素子の製造装置。
4. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 3, further comprising a movable roll mechanism having a roll at the tip of the pressed object.
【請求項5】気体の押圧物により基板を変形させること
を特徴とする請求項2記載の薄膜光電変換素子の製造装
置。
5. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 2, wherein the substrate is deformed by a gas pressing member.
【請求項6】二つの駆動ロールの回転量の差により基板
の蓄積を行う駆動ロール機構を有することを特徴とする
請求項2記載の薄膜光電変換素子の製造装置。
6. The thin-film photoelectric conversion element manufacturing apparatus according to claim 2, further comprising a drive roll mechanism for accumulating the substrate by a difference in rotation amount between the two drive rolls.
【請求項7】静電吸着部を持ち基板を裏面から把持し、
基板を変形させることを特徴とする請求項2記載の薄膜
光電変換素子の製造装置。
7. A substrate is held from the back surface by holding an electrostatic attraction portion,
The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 2, wherein the substrate is deformed.
【請求項8】中間蓄積機構の両側に仕切りバルブを配置
して中間室を設けたことを特徴とする請求項1ないし7
のいずれかに記載の薄膜光電変換素子の製造装置。
8. A partition valve is disposed on each side of the intermediate storage mechanism to provide an intermediate chamber.
An apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to any one of 1.
【請求項9】複数の反応室の開放時期をずらしたことを
特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の製造装
置を用いた薄膜光電変換素子の製造方法。
9. The method of manufacturing a thin film photoelectric conversion element using the manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the opening times of the plurality of reaction chambers are shifted.
【請求項10】複数の反応室の開放時期をずらし、中間
室の両側の仕切りバルブの開放時期をずらしたことを特
徴とする請求項8記載の製造装置を用いた薄膜光電変換
素子の製造方法。
10. The method for manufacturing a thin film photoelectric conversion element using a manufacturing apparatus according to claim 8, wherein the opening times of the plurality of reaction chambers are shifted and the opening times of the partition valves on both sides of the intermediate chamber are shifted. .
【請求項11】帯状可撓性基板の上に複数の異なる性質
の薄膜を、基板を搬送しながら連続的に積層して光電変
換層を形成する薄膜光電変換素子のロールツーロール方
式の製造装置において、仕切りバルブとその前後に配置
された基板の蓄積が可能な中間蓄積機構を有することを
特徴とする可動ロール機構とを有することを特徴とする
薄膜光起電力素子の製造装置
11. A roll-to-roll manufacturing apparatus for a thin film photoelectric conversion element, wherein a plurality of thin films having different properties are continuously laminated on a strip-shaped flexible substrate while the substrate is being conveyed to form a photoelectric conversion layer. And a movable roll mechanism characterized by having a partition valve and an intermediate accumulating mechanism capable of accumulating substrates arranged before and after the dividing valve.
【請求項12】基板が、基板の送り方向とほぼ直角の方
向に変形されて基板の蓄積を行う中間蓄積機構を有する
ことを特徴とする請求項11記載の薄膜光電変換素子の
製造装置。
12. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 11, wherein the substrate has an intermediate accumulating mechanism that deforms in a direction substantially perpendicular to the substrate feeding direction to accumulate the substrate.
【請求項13】固体の押圧物により基板を変形させるこ
とを特徴とする請求項12記載の薄膜光電変換素子の製
造装置。
13. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 12, wherein the substrate is deformed by a solid pressing object.
【請求項14】押圧物の先端にロールを持つ可動ロール
機構を有することを特徴とする請求項13記載の薄膜光
電変換素子の製造装置。
14. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 13, further comprising a movable roll mechanism having a roll at the tip of the pressed object.
【請求項15】気体の押圧物により基板を変形させるこ
とを特徴とする請求項12記載の薄膜光電変換素子の製
造装置。
15. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 12, wherein the substrate is deformed by a gas pressing member.
【請求項16】二つの駆動ロールの回転量の差により基
板の蓄積を行う駆動ロール機構を有することを特徴とす
る請求項12記載の薄膜光電変換素子の製造装置。
16. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 12, further comprising a drive roll mechanism for accumulating a substrate by a difference in rotation amount between two drive rolls.
【請求項17】静電吸着部を持ち基板を裏面から把持
し、基板を変形させることを特徴とする請求項12記載
の薄膜光電変換素子の製造装置。
17. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 12, wherein the substrate is deformed by holding the substrate from the back surface by holding the electrostatic attraction portion.
【請求項18】二つの仕切りバルブで仕切られる中間室
を有し、二つの仕切りバルブの前後に配置された少なく
とも三つの可動ロール機構からなるロール付きバルブ機
構を備えたことを特徴とする請求項11ないし17のい
ずれかに記載の薄膜光電変換素子の製造装置。
18. A roll-equipped valve mechanism having an intermediate chamber partitioned by two partition valves and comprising at least three movable roll mechanisms arranged in front of and behind the two partition valves. The manufacturing apparatus of the thin film photoelectric conversion element as described in any one of 11 to 17.
【請求項19】二つの仕切りバルブで仕切られた中間室
を真空にする排気装置を備えたことを特徴とする請求項
18記載の薄膜光電変換素子の製造装置。
19. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 18, further comprising an exhaust device for evacuating an intermediate chamber partitioned by two partition valves.
【請求項20】請求項11ないし19のいずれかに記載
の製造装置を用いた薄膜光起電力素子のロールツーロー
ル方式の製造方法において、成膜中に基板の一部を静止
することを特徴とする薄膜光電変換素子の製造方法。
20. A roll-to-roll method for manufacturing a thin film photovoltaic element using the manufacturing apparatus according to claim 11, wherein a part of the substrate is stationary during film formation. And a method for manufacturing a thin film photoelectric conversion element.
【請求項21】請求項18または19に記載の製造装置
を用いた薄膜光起電力素子のロールツーロール方式の製
造方法において、成膜中に基板の一部が静止する時間が
あり、その二つの仕切りバルブの開放時期をずらしたこ
とを特徴とする薄膜光電変換素子の製造方法。
21. A roll-to-roll method for manufacturing a thin film photovoltaic element using the manufacturing apparatus according to claim 18 or 19, wherein there is a time during which part of the substrate remains stationary during film formation. A method for manufacturing a thin film photoelectric conversion element, characterized in that the opening times of two partition valves are shifted.
【請求項22】帯状可撓性基板の上に複数の異なる性質
の薄膜を積層して光電変換層を形成する薄膜光起電力素
子の製造装置において、連続的に成膜するロールツーロ
ール方式の反応室と、基板を静止した状態でステップ的
に成膜するステッピングロール方式の反応室とを備え、
それらの反応室の間に、ステッピングロール方式の一回
の成膜時に使用される基板の単位長(1フレーム長と称
する)の整数倍の長さの基板の蓄積が可能な中間蓄積機
構を有することを特徴とする薄膜光電変換素子の製造装
置。
22. In a thin-film photovoltaic device manufacturing apparatus in which a plurality of thin films having different properties are laminated on a strip-shaped flexible substrate to form a photoelectric conversion layer, a roll-to-roll system of continuous film formation is used. It is equipped with a reaction chamber and a stepping roll type reaction chamber for forming a film stepwise while the substrate is stationary.
Between these reaction chambers, there is an intermediate storage mechanism capable of storing a substrate having a length that is an integral multiple of the unit length (referred to as one frame length) of the substrate used in one step film formation of the stepping roll method. An apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element, characterized in that
【請求項23】基板が、基板の送り方向とほぼ直角の方
向に変形されて基板の蓄積を行う中間蓄積機構を有する
ことを特徴とする請求項22記載の薄膜光電変換素子の
製造装置。
23. An apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 22, wherein the substrate has an intermediate accumulating mechanism for deforming the substrate in a direction substantially perpendicular to the feeding direction of the substrate to accumulate the substrate.
【請求項24】固体の押圧物により基板を変形させるこ
とを特徴とする請求項23記載の薄膜光電変換素子の製
造装置。
24. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 23, wherein the substrate is deformed by a solid pressing object.
【請求項25】押圧物の先端にロールを持つ可動ロール
機構を有することを特徴とする請求項24記載の薄膜光
電変換素子の製造装置。
25. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 24, further comprising a movable roll mechanism having a roll at the tip of the pressed object.
【請求項26】気体の押圧物により基板を変形させるこ
とを特徴とする請求項23記載の薄膜光電変換素子の製
造装置。
26. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 23, wherein the substrate is deformed by a gas pressing member.
【請求項27】二つの駆動ロールの回転量の差により基
板の蓄積を行う駆動ロール機構を有することを特徴とす
る請求項23記載の薄膜光電変換素子の製造装置。
27. An apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 23, further comprising a drive roll mechanism for accumulating the substrate by a difference in rotation amount between the two drive rolls.
【請求項28】静電吸着部を持ち基板を裏面から把持
し、基板を変形させることを特徴とする請求項23記載
の薄膜光電変換素子の製造装置。
28. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 23, which has an electrostatic attraction portion and holds the substrate from the back side to deform the substrate.
【請求項29】ステッピングロール方式の反応室と可動
ロール機構との間に仕切りバルブを有することを特徴と
する請求項22ないし28のいずれかに記載の薄膜光電
変換素子の製造装置。
29. The apparatus for manufacturing a thin film photoelectric conversion element according to claim 22, further comprising a partition valve between the stepping roll type reaction chamber and the movable roll mechanism.
【請求項30】請求項22ないし29のいずれかに記載
の製造装置を用いた薄膜光電変換素子の製造方法におい
て、一部の膜はロールツーロール方式で基板を搬送しな
がら連続的に成膜し、他の膜はステッピングロール方式
で基板を静止した状態でステップ的に成膜することを特
徴とする薄膜光電変換素子の製造方法。
30. A method of manufacturing a thin film photoelectric conversion element using the manufacturing apparatus according to claim 22, wherein a part of the film is continuously formed by transporting the substrate by a roll-to-roll method. Then, the other film is formed stepwise by the stepping roll method while the substrate is stationary, and the method for manufacturing a thin film photoelectric conversion element.
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Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001339082A (en) * 2000-05-29 2001-12-07 Toppan Printing Co Ltd Vacuum film forming device
WO2008065804A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Sharp Kabushiki Kaisha Apparatus and method for manufacturing semiconductor element and semiconductor element manufactured by the method
JP2008135718A (en) * 2006-10-23 2008-06-12 Canon Inc Method for forming deposited film and photovoltaic element
WO2008075493A1 (en) * 2006-12-18 2008-06-26 Sharp Kabushiki Kaisha Base material processing apparatus and method for manufacturing display device using the base material processing apparatus
JP2008156669A (en) * 2006-12-20 2008-07-10 Ulvac Japan Ltd Film deposition apparatus
JP2008202069A (en) * 2007-02-16 2008-09-04 Ulvac Japan Ltd Film deposition system
JP2008238471A (en) * 2007-03-26 2008-10-09 Toshiba Mach Co Ltd Vacuum transfer molding apparatus
JP2009076690A (en) * 2007-09-20 2009-04-09 Fuji Electric Systems Co Ltd Thin film manufacturing apparatus and thin film manufacturing method
JP2009179838A (en) * 2008-01-30 2009-08-13 Fuji Electric Systems Co Ltd Thin film production apparatus
JP2011096709A (en) * 2009-10-27 2011-05-12 Ulvac Japan Ltd Substrate carrier in vacuum processing apparatus
CN102403194A (en) * 2010-09-15 2012-04-04 Ap系统股份有限公司 Mesh processing device
US9022270B2 (en) 2011-09-23 2015-05-05 Samsung Display Co., Ltd. Roll-to-roll substrates transferring unit and method of processing substrates using the substrates transferring unit
JP2016079438A (en) * 2014-10-14 2016-05-16 凸版印刷株式会社 Film deposition method by vapor phase growth method on flexible substrate
JP2017008350A (en) * 2015-06-18 2017-01-12 コニカミノルタ株式会社 Film deposition apparatus and film deposition method
JP2018137365A (en) * 2017-02-22 2018-08-30 三菱ケミカル株式会社 Manufacturing method of solar cell element, and manufacturing apparatus of solar cell element
KR20190006819A (en) * 2017-07-11 2019-01-21 엘지전자 주식회사 Pressing Apparatus
JP2019526751A (en) * 2016-06-02 2019-09-19 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Gate valve for continuous tow processing
US10422037B2 (en) 2014-09-19 2019-09-24 Toppan Printing Co., Ltd. Film formation apparatus and film formation method
US10685817B2 (en) 2015-03-17 2020-06-16 Toppan Printing Co., Ltd. Film forming apparatus
CN111304637A (en) * 2020-03-17 2020-06-19 常州捷佳创精密机械有限公司 Coating film production equipment

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001339082A (en) * 2000-05-29 2001-12-07 Toppan Printing Co Ltd Vacuum film forming device
JP2008135718A (en) * 2006-10-23 2008-06-12 Canon Inc Method for forming deposited film and photovoltaic element
WO2008065804A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Sharp Kabushiki Kaisha Apparatus and method for manufacturing semiconductor element and semiconductor element manufactured by the method
WO2008075493A1 (en) * 2006-12-18 2008-06-26 Sharp Kabushiki Kaisha Base material processing apparatus and method for manufacturing display device using the base material processing apparatus
JP2008156669A (en) * 2006-12-20 2008-07-10 Ulvac Japan Ltd Film deposition apparatus
JP2008202069A (en) * 2007-02-16 2008-09-04 Ulvac Japan Ltd Film deposition system
JP2008238471A (en) * 2007-03-26 2008-10-09 Toshiba Mach Co Ltd Vacuum transfer molding apparatus
JP2009076690A (en) * 2007-09-20 2009-04-09 Fuji Electric Systems Co Ltd Thin film manufacturing apparatus and thin film manufacturing method
JP2009179838A (en) * 2008-01-30 2009-08-13 Fuji Electric Systems Co Ltd Thin film production apparatus
JP2011096709A (en) * 2009-10-27 2011-05-12 Ulvac Japan Ltd Substrate carrier in vacuum processing apparatus
CN102403194A (en) * 2010-09-15 2012-04-04 Ap系统股份有限公司 Mesh processing device
US9022270B2 (en) 2011-09-23 2015-05-05 Samsung Display Co., Ltd. Roll-to-roll substrates transferring unit and method of processing substrates using the substrates transferring unit
US9663314B2 (en) 2011-09-23 2017-05-30 Samsung Display Co., Ltd. Roll-to-roll substrates transferring unit and method of processing substrates using the substrates transferring unit
US10422037B2 (en) 2014-09-19 2019-09-24 Toppan Printing Co., Ltd. Film formation apparatus and film formation method
JP2016079438A (en) * 2014-10-14 2016-05-16 凸版印刷株式会社 Film deposition method by vapor phase growth method on flexible substrate
US10685817B2 (en) 2015-03-17 2020-06-16 Toppan Printing Co., Ltd. Film forming apparatus
JP2017008350A (en) * 2015-06-18 2017-01-12 コニカミノルタ株式会社 Film deposition apparatus and film deposition method
JP2019526751A (en) * 2016-06-02 2019-09-19 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Gate valve for continuous tow processing
JP2018137365A (en) * 2017-02-22 2018-08-30 三菱ケミカル株式会社 Manufacturing method of solar cell element, and manufacturing apparatus of solar cell element
KR20190006819A (en) * 2017-07-11 2019-01-21 엘지전자 주식회사 Pressing Apparatus
KR20210128991A (en) * 2017-07-11 2021-10-27 엘지전자 주식회사 Pressing Apparatus
CN111304637A (en) * 2020-03-17 2020-06-19 常州捷佳创精密机械有限公司 Coating film production equipment
CN111304637B (en) * 2020-03-17 2024-04-12 常州捷佳创精密机械有限公司 Coating production equipment

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