KR20140040759A - 색소 흡착 장치 및 색소 흡착 방법 - Google Patents

색소 흡착 장치 및 색소 흡착 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기판 상의 다공질 반도체층에 색소를 흡착시키는 색소 흡착 처리의 작업 처리량 및 색소 사용 효율을 개선시킨다. 본 발명의 색소 흡착 장치에 있어서, 색소 용액 적하 도포부(12)는, 이 색소 흡착 장치(10)에 반입된 미처리 기판(G)에 대하여, 기판(G) 상의 다공질 반도체층에 색소 용액을 적하 도포하는 제1 처리(색소 용액 적하 도포 처리)를 행하고, 용매 증발 제거부(14)는, 기판(G) 상의 반도체층에 도포된 색소 용액으로부터 용매를 증발시켜 제거하는 제2 처리(용매 제거 처리)를 행하고, 린스부(16)는, 기판(G) 상의 반도체층의 표면에 부착되어 있는 불필요한 또는 여분의 색소를 씻어내어 제거하는 제3 처리(린스 처리)를 행한다.

Description

색소 흡착 장치 및 색소 흡착 방법{DYE ADSORPTION DEVICE AND DYE ADSORPTION METHOD}
본 발명은, 기판의 표면에 형성되어 있는 다공질의 반도체층에 색소를 흡착시키는 색소 흡착 장치에 관한 것이다.
최근, 색소 증감형의 태양 전지가, 장래의 저비용 태양 전지로서 유망하게 여겨지고 있다. 도 10에 도시한 바와 같이, 색소 증감 태양 전지는, 기본 구조로서, 투명 전극(음극)(200)과 대향 전극(양극)(202) 사이에 증감 색소를 담지(擔持)하는 다공질의 반도체층(작용극)(204)과 전해질층(206)을 끼워 넣었다. 여기서, 반도체층(204)은, 투명 전극(200), 전해질층(206) 및 대향 전극(202)과 함께 셀 단위로 분할되어 있고, 투명 기판(208) 상에 투명 전극(200)을 통해 형성된다. 대향 전극(202)은 대향 기판(210) 상에 하지 전극(205)을 통해 형성되어 있다. 각 셀의 투명 전극(200)은, 이웃하는 대향 전극(202)과 전기적으로 접속되어 있고, 모듈 전체에서 다수의 셀이 전기적으로 직렬 접속 또는 병렬 접속되어 있다. 도시한 타입에서는, 투명 전극(200) 상에 각각의 반도체층(작용극)(204)에 인접하여 그것과 평행하게 연장되는 집전용 그리드 배선(212)이 형성되고, 바로 맞은편의 대향 전극(양극)(202)측에도 동일한 그리드 배선(214)이 형성된다. 양 그리드 배선(212, 214)에는 보호용 절연막(216, 218)이 각각 덮어진다.
이러한 구성의 색소 증감 태양 전지에 있어서는, 투명 기판(208)의 이면으로부터 가시광이 조사되면, 반도체층(204)에 담지되어 있는 색소가 여기되어, 전자를 방출한다. 방출된 전자는 반도체층(204)을 통해 투명 전극(200)으로 유도되어, 외부로 송출된다. 송출된 전자는, 외부 회로(도시하지 않음)를 경유하여 대향 전극(202)으로 되돌아가고, 전해질층(206) 내의 이온을 통해 다시 반도체층(204) 내의 색소에 수취된다. 이렇게 하여, 광에너지를 즉시 전력으로 변환하여 출력하도록 되어 있다.
이러한 색소 증감 태양 전지의 제조 프로세스에 있어서, 다공질의 반도체층(204)에 증감 색소를 흡착시키기 위해서, 종래에는, 투명 기판(208) 상에 형성된 반도체층(204)을 색소 용액에 침지하는 방법이 채택되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2006-244954호 공보
전술한 바와 같은 침지 방식의 색소 흡착 처리는, 색소 용액의 소비량이 많음에도 불구하고, 긴 처리 시간(통상 10시간 이상)을 요하여, 색소 증감 태양 전지의 제조 프로세스에 있어서 전체 공정의 택트를 율속(律速)시켜, 생산 효율을 낮추는 하나의 원인이 되고 있다. 이 문제에 대하여, 침지 방식의 색소 흡착 장치를 복수대 병렬 가동시키는 것도 생각되지만, 적어도 수십대의 장치를 준비해야 하므로, 실용적이지 않다.
본 발명은, 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하는 것으로, 기판의 피처리면에 형성되어 있는 다공질의 반도체층에 색소를 흡착시키는 색소 흡착 처리의 작업 처리량 및 색소 사용 효율을 개선시키는 색소 흡착 장치를 제공한다.
본 발명의 색소 흡착 장치는, 기판의 피처리면에 형성되어 있는 다공질의 반도체층에 색소를 흡착시키는 색소 흡착 장치로서, 상기 색소를 정해진 용매에 녹인 색소 용액을 토출하는 노즐을 구비하고, 상기 기판 상의 상기 반도체층에 상기 색소 용액을 상기 노즐로부터 적하하여 도포하는 색소 용액 적하 도포부와, 상기 기판 상의 상기 반도체층에 도포된 상기 색소 용액으로부터 용매를 증발시켜 제거하는 용매 증발 제거부와, 상기 기판 상의 상기 반도체층의 표면에 부착되어 있는 불필요한 색소를 씻어내어 제거하는 린스부를 갖는다.
본 발명의 색소 흡착 방법은, 기판의 피처리면에 형성되어 있는 다공질의 반도체층에 색소를 흡착시키는 색소 흡착 방법으로서, 색소를 정해진 용매에 녹인 색소 용액을 토출하는 노즐에 의해, 상기 기판 상의 상기 반도체층에 상기 색소 용액을 적하하여 도포하는 제1 공정과, 상기 기판 상의 상기 반도체층에 도포된 상기 색소 용액으로부터 용매를 증발시켜 제거하는 제2 공정과, 상기 기판 상의 상기 반도체층의 표면에 부착되어 있는 불필요한 색소를 씻어내어 제거하는 제3 공정을 갖는다.
본 발명에 있어서는, 기판 상의 반도체층에 색소 용액을 적하 도포하여, 그 도포막으로부터 색소를 반도체층의 안속으로 침투시켜 반도체층의 각 부에 흡착시킨다. 기판 상의 반도체층에 적하 도포된 색소 용액은, 용매 증발 제거부에 의해 강제적으로 증발되어 대략 완전히 제거된다. 이것에 의해서, 반도체층에 색소가 고순도로 균일하게 담지되게 된다. 그리고, 반도체층의 표면에 남은 불필요한 색소는, 린스부에 의해 씻어내어진다. 이와 같이, 불필요한 색소를 씻어냄으로써, 광전 변환 효율의 재현성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 색소 흡착 장치 또는 색소 흡착 방법에 의하면, 전술한 바와 같은 구성 및 작용에 의해, 기판 상의 다공질 반도체층에 색소를 흡착시키는 색소 흡착 처리의 작업 처리량을 크게 개선시키고, 색소 용액의 사용량을 필요 최소한으로 억제하여 색소 사용 효율을 대폭 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에서의 색소 흡착 장치의 기본 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에서의 색소 흡착 장치의 전체 구성을 도시하는 종단면도이다.
도 3은 상기 실시형태에서의 색소 흡착 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 4는 상기 색소 흡착 장치에서의 반송 기구의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 5는 색소 용액 적하 도포 모듈의 구성을 도시하는 종단면도이다.
도 6은 상기 색소 용액 적하 도포 모듈에서의 노즐의 토출구와 기판 상의 반도체층 패턴의 대응 관계를 도시하는 도면이다.
도 7은 기판 상에 도포된 색소 용액 내의 색소가 반도체층에 진입하는 모습을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 색소 용액 증발 제거 모듈의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 9는 린스 모듈의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 10은 색소 증감 태양 전지의 기본 구조를 도시하는 종단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
[장치의 기본 구성]
도 1에, 본 발명에서의 색소 흡착 장치의 기본 구성을 도시한다. 이 색소 흡착 장치는, 예를 들면, 색소 증감 태양 전지의 제조 프로세스에 있어서, 다공질의 반도체층에 증감 색소를 매엽 방식으로 흡착시키는 공정에서 사용된다. 그 경우, 대향측의 부재(대향 전극(202), 대향 기판(210), 전해질층(206))가 조합되기 전에 투명 전극(200), 다공질의 반도체층(204), 그리드 배선(212) 및 그 보호층(216)이 형성된 투명 기판(208)(도 10)이, 이 색소 흡착 장치에서의 피처리 기판(G)이 된다.
여기서, 투명 기판(208)은, 예를 들면 석영, 유리 등의 투명 무기 재료, 혹은 폴리에스테르, 아크릴, 폴리이미드 등의 투명 플라스틱 재료로 이루어진다. 투명 전극(200)은, 예를 들면 불소 도핑 SnO2(FTO), 혹은 인듐-주석 산화물(ITO)로 이루어진다. 다공질의 반도체층(204)은, 예를 들면 TiO2, ZnO, SnO2 등의 금속 산화물로 이루어진다. 또, 그리드 배선(212)은 예를 들면 Ag 등의 저항율이 낮은 도체로 이루어지고, 보호층(216)은 예를 들면 UV 경화 수지 등의 절연체로 이루어진다. 피처리 기판(G)은, 정해진 형상(예를 들면, 사각형) 및 정해진 사이즈를 가지며, 예를 들면 반송 로봇 혹은 피처리 기판(G)을 수평인 상태로, 수평 방향으로 반송하는 반송 기구(이후, 「수평 흐름 반송 기구」라고 기재함)로 이루어진 외부 반송 장치(도시하지 않음)에 의해 이 색소 흡착 장치에 반입/반출된다.
이 색소 흡착 장치(10)는, 기본적인 장치 형태로서, 색소 용액 적하 도포부(12), 용매 증발 제거부(14), 린스부(16), 반송 기구(18) 및 컨트롤러(20)를 구비한다. 여기서, 색소 용액 적하 도포부(12)는, 이 색소 흡착 장치(10)에 반입된 미처리 기판(G)에 대하여, 기판(G) 상의 다공질 반도체층(204)에 색소 용액을 적하 도포하는 제1 처리(색소 용액 적하 도포 처리)를 행하도록 구성되어 있다. 용매 증발 제거부(14)는, 기판(G) 상의 반도체층(204)에 도포된 색소 용액으로부터 용매를 증발시켜 제거하는 제2 처리(용매 제거 처리)를 행하도록 구성되어 있다. 그리고, 린스부(16)는, 기판(G) 상의 반도체층(204)의 표면에 부착되어 있는 불필요한 또는 여분의 색소를 씻어내어 제거하는 제3 처리(린스 처리)를 행하도록 구성되어 있다. 반송 기구(18)는, 색소 용액 적하 도포부(12), 용매 증발 제거부(14) 및 린스부(16)의 사이에서 기판(G)을 1장씩 전송하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(20)는, 마이크로 컴퓨터 및 소요(所要)의 인터페이스를 갖고 있어, 이 색소 흡착 장치 내의 각 부의 동작을 제어하고, 나아가 색소 흡착 처리를 실행하기 위한 장치 전체의 시퀀스를 제어한다.
[일실시형태에서의 장치 구성]
도 2 및 도 3에, 본 발명의 일실시형태에서의 색소 흡착 장치(10)의 구체적인 구성을 도시한다. 이 실시형태에서는, 각 처리부(12, 14, 16)를 모듈화하고 있다. 색소 용액 적하 도포부(12)는, 복수대, 예를 들면 3대의 모듈[12(1), 12(2), 12(3)]을 세로로 중복하여 병렬 배치하고, 이들 3대의 모듈을 택트 타임(TS)의 시간차로 동시(병렬) 가동시키도록 하고 있다. 용매 증발 제거부(14)는, 복수대, 예를 들면 12대의 모듈[14(1)∼14(12)]을 반송 기구(18)의 양측에서 세로로 중복하여 배치하고, 이들 12대의 모듈을 택트 타임(TS)의 시간차로 동시(병렬) 가동시키도록 하고 있다. 린스부(16)는, 복수대, 예를 들면 3대의 모듈[16(1), 16(2), 16(3)]을 세로로 중복하여 배치하고, 이들 3대의 모듈을 택트 타임(TS)의 시간차로 동시(병렬) 가동시키도록 하고 있다.
색소 용액 적하 도포부(12)에 있어서는, 외부 반송 장치에 의해 택트 타임(TS)의 주기로 신규 또는 미처리 기판(G)이 3대의 모듈[12(1), 12(2), 12(3)]에 1장씩 순차적으로 또한 반복하여 반입된다. 한편, 이들 모듈(12(1), 12(2), 12(3))로부터 택트 타임(TS)의 주기로 색소 용액 적하 도포 처리가 끝난 기판(G)이 반송 기구(18)에 의해 1장씩 순차적으로 또한 반복하여 반출된다. 각 모듈(12(i))(i=1, 2, 3)의 구성 및 작용은 이후에 상세히 설명한다.
반송 기구(18)는, 색소 용액 적하 도포부(12)로부터 택트 타임(TS)의 주기로 반출한 기판(G)을 용매 증발 제거부(14)의 모듈[14(1)∼14(12)]에 1장씩 순차적으로 또한 반복하여 투입한다. 한편, 이들 모듈[14(1)∼14(12)]로부터 택트 타임(TS)의 주기로 용매 제거 처리가 끝난 기판(G)이 반송 기구(18)에 의해 1장씩 순차적으로 또한 반복하여 반출된다. 각 모듈(14(j))(j=1, 2ㆍㆍ12)의 구성 및 작용은 이후에 상세히 설명한다.
반송 기구(18)는, 용매 증발 제거부(14)로부터 택트 타임(TS)의 주기로 반출한 기판(G)을 린스부(16)의 모듈[16(1), 16(2), 16(3)]에 1장씩 순차적으로 또한 반복하여 투입한다([3]). 한편, 이들 모듈[16(1), 16(2), 16(3)]로부터 택트 타임(TS)의 주기로 린스 처리가 끝난 기판(G)이 외부 반송 장치에 의해 1장씩 순차적으로 또한 반복하여 반출된다. 각 모듈(16(k))(k=1, 2, 3)의 구성 및 작용은 이후에 상세히 설명한다.
도 4에, 반송 기구(18)의 구성을 도시한다. 이 반송 기구(18)는, 예를 들면 한쌍의 가이드 레일(22)을 따라서 수평한 한방향(X 방향)으로 이동 가능하게 구성된 반송 베이스(24)와, 이 반송 베이스(24) 상에서 방위각 방향(θ 방향)으로 회전 가능하고 또한 연직 방향(Z 방향)으로 승강 가능하며, 수평의 진퇴 또는 신축 이동을 각각 독립적으로 행할 수 있는 상하 2단의 반송 아암(MU, ML)을 갖고 있다. 보다 상세하게, 반송 기구(18)는, 예를 들면 리니어 모터 또는 볼나사 기구를 갖는 승강 구동부(도시하지 않음)를 반송 베이스(24) 내에 구비하고 있고, 그 승강 구동부의 승강 구동축(26)에 상부 및 하부 반송 본체(28U, 28L)를 2단으로 겹쳐 승강 가능하게 부착하여, 승강 구동축(26) 상에서 각 반송 본체(28U, 28L)를 방위각 방향(θ 방향)으로 각각 독립적으로 임의의 방위로 회전 이동할 수 있도록 구성하고, 반송 본체(28U, 28L) 상에서 양 반송 아암(MU, ML)을 각각 독립적으로 진퇴 또는 신축 이동할 수 있도록 구성하고 있다. 각각의 반송 아암(MU, ML)은, 직사각형의 기판(G)을 1장씩 착탈 가능하게 배치, 담지 또는 유지할 수 있도록 구성되어 있다.
이러한 구성의 반송 기구(18)는, 색소 용액 적하 도포부(12)의 모든 모듈[12(1)∼12(3)], 용매 증발 제거부(14)의 모든 모듈[14(1)∼14(12)] 및 린스부(16)의 모든 모듈[16(1)∼16(3)]에 액세스할 수 있다. 그리고, 색소 용액 적하 도포부(12)의 각 모듈(12(i))에 대한 액세스에서는, 반송 아암(MU, ML) 중 어느 한쪽을 이용하여 그 모듈(12(i))에서 색소 용액 적하 도포 처리가 끝난 기판(G)을 반출한다. 용매 증발 제거부(14)의 각 모듈(14(j))에 대한 액세스에서는, 반송 아암(MU, ML) 중 어느 한쪽을 이용하여 그 모듈(14(j))에서 용매 제거 처리가 끝난 기판(G)을 반출하고, 그것과 교대로 반송 아암(MU, ML)의 다른쪽을 이용하여 색소 용액 적하 도포부(12)로부터 운반해 온 별도의 기판(G)을 반입한다. 그리고, 린스부(16)의 각 모듈(16(k))에 대한 액세스에서는, 반송 아암(MU, ML) 중 어느 한쪽을 이용하여 그 모듈(16(k))에서 린스 처리가 끝난 기판(G)을 반출하고, 그것과 교대로 반송 아암(MU, ML)의 다른쪽을 이용하여 용매 증발 제거부(14)로부터 반출하여 갖고 온 별도의 기판(G)을 반입한다.
[색소 용액 적하 도포 모듈의 구성 및 작용]
도 5∼도 7에 관하여, 색소 용액 적하 도포부(12)에서의 각 모듈(12(i))의 구성 및 작용을 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 색소 용액 적하 도포 모듈(12(i))은, 수평한 한방향(X 방향)에서 캐스케이드 접속되고, 각각이 대기로부터 독립된 분위기를 형성할 수 있는 3개의 챔버(30, 32, 34)를 갖고 있다. 후술하는 바와 같이, 이들 3개의 챔버(30, 32, 34)에 있어서, 색소 용액 적하 도포의 전(前)처리, 본처리 및 후처리가 파이프라인 방식으로 동시에 또한 개별적으로 행해지도록 되어 있다.
선단의 전치(前置) 챔버(30)는, 1장의 기판(G)을 수평 흐름 반송으로 효율적으로 출납하기에 적합한 편평한 스페이스를 가지며, 실내의 분위기를 대기압 상태와 감압 상태의 사이에서 전환하도록 되어 있다. 기판(G)을 출납하기 위해서, 전치 챔버(30)의 수평 흐름 반송 방향(X 방향)에서 서로 대향하는 측벽에는, 대기 공간으로 향하는 입구측의 도어 밸브(36)와, 후단의 주챔버(32)와 연결하기 위한 출구측의 게이트 밸브(38)가 각각 부착되어 있다. 전치 챔버(30) 내에는 수평 흐름 반송용 컨베이어, 예를 들면 벨트 컨베이어(40)가 설치되고, 전치 챔버(30)의 밖에 벨트 컨베이어(40)를 구동시키기 위한 모터 등을 갖는 반송 구동부(42)가 설치되어 있다.
전치 챔버(30)는, 도어 밸브(36)를 열어 대기압하에서 신규 기판(G)을 반입하고, 그 직후에 도어 밸브(36)를 닫아, 실내를 진공 배기하여 감압 상태로 전환하도록 하고 있다. 이 진공 배기를 위해, 전치 챔버(30)의 바닥벽에 하나 또는 복수의 배기구(44)가 설치되어 있다. 각 배기구(44)는, 배기관(46)을 통해 진공 펌프 또는 이젝터를 갖는 진공 배기부(48)에 통해 있다. 배기관(46)의 도중에 개폐 밸브(50)가 설치되어 있다.
또, 전치 챔버(30)는, 게이트 밸브(38)를 열어 전(前)처리가 끝난 기판(G)을 이웃하는 주챔버(32)에 송출한 후, 다음 신규 기판(G)을 받아들이기 위해서 게이트 밸브(38)를 닫아 실내를 감압 상태로부터 대기압 상태로 변환하도록 하고 있다. 이 감압 상태로부터 대기압 상태로의 변환을 위해, 전치 챔버(30)의 천장에는 하나 또는 복수의 퍼지 가스 도입구(52)가 설치되어 있다. 각 퍼지 가스 도입구(52)에는 가스 공급관(54)을 통해 퍼지 가스 공급부(56)가 접속되고, 가스 공급관(54)의 도중에 개폐 밸브(58)가 설치되어 있다. 퍼지 가스에는, 예를 들면 에어 또는 질소 가스가 이용된다. 이 실시형태에서는, 전치 챔버(30)가 기판(G)을 1장 출납하는 데 필요 최소한의 용적을 갖도록 구성되어 있기 때문에, 진공 배기 및 퍼징 모두 단시간에 효율적으로 행할 수 있다.
전치 챔버(30)의 천장에는, 가열 건조용 히터로서 예를 들면 면형의 시즈(sheath) 히터(60)도 설치되어 있다. 또, 전치 챔버(30)의 한쪽 구석 또는 바닥부에는 제습 건조기(62)도 설치되어 있다.
이러한 구성의 전치 챔버(30)에서는, 벨트 컨베이어(40) 상에서 정지한 기판(G) 상의 반도체층(204)에 대하여, 색소 용액 적하 도포의 전처리로서, 일정 시간(예를 들면, 수십초)에 걸쳐, 진공 배기부(48)에 의한 감압, 시즈 히터(60)에 의한 가열 및/또는 제습 건조기(62)에 의한 제습과 같은 복수 종류의 건조 처리가 선택적 또는 전부 동시에 행해지도록 되어 있다.
또한, 시즈 히터(60)의 가열 온도는, 다음 공정(주챔버(32) 내)에서 기판(G)이 색소 용액의 비점보다 낮은 기판 온도에서 색소 용액 적하 도포의 본처리를 받을 수 있는 값으로 선정된다. 따라서, 색소 용액의 비점이 예를 들어 60℃인 경우는, 시즈 히터(60)의 가열 온도에 대하여 60℃를 조금 넘는 정도의 상한치가 설정된다. 진공 배기부(48)에 의해 달성되는 감압 분위기의 압력은, 특별히 제한은 없지만, 얻어지는 건조 처리 효과와 용력(用力) 효율의 양면으로부터 50 mTorr∼100 mTorr의 범위가 바람직하다. 또, 제습 건조기(62)에 의해 달성되는 건조도도, 특별히 제한은 없지만, 얻어지는 건조 처리 효과와 용력 효율의 양면으로부터 노점(露点) -30℃∼-50℃의 범위가 바람직하다.
중간의 주챔버(32)는, 여기서 색소 용액 적하 도포의 본처리를 행하기 위해서, 색소 용액을 적하 토출하는 노즐(64)과, 도포 주사를 위해 기판(G)에 대하여 노즐(64)을 상대적으로 이동시키기 위한 주사 기구(66)를 구비한다. 이 실시형태에서의 주사 기구(66)는, 처리중에 노즐(64)을 정위치에 유지하고, 기판(G)을 수평 흐름 반송 기구, 예를 들면 벨트 컨베이어(68)에 의해 노즐(64)의 바로 아래를 통과하도록 수평한 한방향(X 방향)으로 이동시키는 주사 형태를 취하고 있다. 챔버(32)의 밖에는, 벨트 컨베이어(68)를 구동시키기 위한 모터 등을 갖는 반송 구동부(70)가 설치되어 있다.
상기 게이트 밸브(38)는, 주챔버(32)에 있어서는 입구측이 된다. 이 게이트 밸브(38)를 열린 상태로 하여, 이웃하는 전치 챔버(30)로부터 기판(G)을 양 벨트 컨베이어(40, 68)에 의한 수평 흐름 반송으로 주챔버(32)로 옮길 수 있다. 주챔버(32)의 출구측에는, 후단의 챔버(34)와 연결하기 위한 게이트 밸브(72)가 부착되어 있다.
이 주챔버(32)의 실내는, 항상 감압 상태로 유지되도록 되어 있다. 이 때문에, 주챔버(32)의 바닥벽에는 하나 또는 복수의 배기구(74)가 설치되어 있다. 각 배기구(74)는, 배기관(76)을 통해 진공 펌프를 갖는 진공 배기부(78)에 통해 있다. 배기관(76)의 도중에 개폐 밸브(80)가 설치되어 있다. 이 실시형태에서는, 주챔버(32)가 노즐(64)을 수용하고, 또한 기판(G)을 1장 출납하는 데 필요 최소한의 용적을 갖도록 구성되어 있기 때문에, 진공 배기를 최소의 용력으로 효율적으로 지속할 수 있다. 한편, 주챔버(32)의 한쪽 구석 또는 바닥부에는 제습 건조기(82)가 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 주챔버(32) 내에서 기판(G) 상의 반도체층(204)에 색소 용액을 적하 도포할 때에도, 진공 배기부(78)에 의해 감압 분위기를 형성하면서, 제습 건조기(82)에 의해 실내의 제습을 행할 수 있도록 되어 있다.
노즐(64)은, 주챔버(32)의 천장에 설치된 노즐 이동 기구(84)에 의해, 벨트 컨베이어(68) 상의 기판(G)에 정해진 지근(至近) 거리에서 대향하는 적하 토출 위치와, 이 적하 토출 위치의 근방에 설치된 노즐 대기부(86)의 사이에서 이동할 수 있도록 되어 있다. 노즐 대기부(86)는, 노즐(64)의 형상 및 사이즈에 대응한 상면 개구를 갖는 용매 저장부로서 구성되어 있다. 노즐(64)이 노즐 대기부(86) 상에 대기하고 있는 동안은, 노즐(64) 하면의 토출구(65)가 노즐 대기부(86) 내의 용매의 증기에 노출되고, 이것에 의해서 막힘을 일으키지 않도록 되어 있다. 또한, 노즐(64)이 노즐 대기부(86)로부터 떨어져 있는 동안은, 노즐 대기부(86)로부터 용매의 증기가 주위에 누출되지 않도록, 배기 라인(도시하지 않음)을 열어 노즐 대기부(86) 내의 국소 배기를 행하는 것이 바람직하다.
노즐(64)은, 공급관(88)을 통해 색소 용액 공급부(90)에 접속되어 있다. 이 색소 용액 공급부(90)는, 색소 용액을 저장하는 용기, 이 용기로부터 색소 용액을 퍼내어 노즐(64)에 압송하는 펌프, 색소 용액의 유량 또는 단위시간당 적하량을 조정하는 제어 밸브 등을 구비한다. 또한, 이 색소 흡착 장치에서 이용되는 색소 용액은, 증감 색소를 정해진 농도로 용매에 녹인 것이다. 증감 색소로는, 예를 들면 금속 프탈로시아닌 등의 금속 착체 혹은 시아닌계 색소, 염기성 색소 등의 유기 색소가 이용된다. 용매에는, 예를 들면 알콜류, 에테르류, 아미드류, 탄화수소 등이 이용된다.
노즐(64)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 도포 주사 방향(X 방향)과 직교하는 수평 방향(Y 방향)으로 연장되는 장척형의 노즐로서 구성되며, 그 길이 방향으로 중공 핀형 또는 다공형의 토출구(65)를 일렬로 나열하여 설치하고 있다. 노즐(64)에서의 토출구(65)의 구경 및 피치는, 기판(G) 상의 셀 패턴, 즉 반도체층(204)의 패턴의 폭(W) 및 피치(P)에 대응하고 있다.
도시한 예에서는, 기판(G)이 4개의 태양 전지 패널을 취하는 4면취 타입이며, 기판(G) 상의 피처리면이 4개의 제품(패널) 영역(M1, M2, M3, M4)으로 분할되고, 각각의 제품 영역 내에 반도체층(204)의 띠형상 패턴이 일정한 피치(P)로 평행하게 다수 형성되어 있다. 여기서, 제1 제품 영역(M1)에서의 반도체층(204)의 띠형상 패턴과 제2 제품 영역(M2)에서의 반도체층(204)의 띠형상 패턴은 동일 직선상에서 중복되고 있고, 제3 제품 영역(M3)에서의 반도체층(204)의 띠형상 패턴과 제4 제품 영역(M4)에서의 반도체층(204)의 띠형상 패턴은 동일 직선상에서 중복되고 있다.
이러한 4면취 타입의 기판(G)에 대해서는, 제1 및 제2 제품 영역(M1, M2)에 하프 사이즈의 노즐(64A)을 할당하고, 제3 및 제4 제품 영역(M3, M4)에 하프 사이즈의 노즐(64B)을 할당하는 구성을 바람직하게 취할 수 있다. 도면 중, 양 노즐(64A, 64B)을 지지하는 대들보형의 지지체(92)는 노즐 이동 기구(84)(도 5)에 결합되어 있다. 그리고, 기판(G)과 양 노즐(64A, 64B) 사이에서 반도체층(204)의 띠형상 패턴과 평행하게 도포 주사 방향(X 방향)에서의 상대 이동을 행하게 함으로써, 양 노즐(64A, 64B)의 각 토출구(65)로부터 적하 토출되는 색소 용액(CS)을 기판(G) 상의 각 대응하는 반도체층(204)에 적중시켜, 도 7에 도시한 바와 같이, 기판(G) 상의 모든 반도체층(204)을 색소 용액(CS)의 도포막에 의해 구석구석까지 균일하게 덮을 수 있다.
또한, 도시한 예에 있어서는, 제1 및 제3 제품 영역(M1, M3)과 제2 및 제4 제품 영역(M2, M4) 사이에 비제품 영역이 존재하며, 이 부분에서는 반도체층(204)이 일단 도중에 끊긴다. 이와 같이 반도체층(204)이 도중에 끊기는 개소 또는 영역에서는, 도포 주사 중에 노즐(64)(64A, 64B)의 적하 토출을 일시적으로 정지시켜도 좋고, 그것에 의하여 색소 용액(CS)의 사용 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 이 실시형태에서는, 주챔버(32) 내에서 기판(G) 상의 반도체층(204)에 색소 용액(CS)을 적하 공급하기에 앞서, 별실의 전치 챔버(30) 내에서 기판(G) 상의 반도체층(204)에 감압, 가열 및/또는 제습의 건조 처리(전처리)를 선택적 또는 다중으로 실시하도록 하고 있다. 나아가, 주챔버(32) 내에서도 감압 분위기를 형성하고, 제습도 계속 실시할 수 있도록 하고 있다. 이렇게 해서, 이 색소 흡착 장치(10)에 기판(G)이 반입되기 전에 반도체층(204)에 대기중에서 부착 내지 침투한 수증기(불순물)를 대략 완전히 제거한 상태하에서, 색소 용액 적하 도포의 본처리가 실시됨으로써, 기판(G) 상에 적하 도포한 색소 용액(CS)을 다공질 반도체층(204)의 안속까지 효율적으로 신속하게 퍼지게 하여, 색소 용액(CS) 내의 색소를 반도체층(204)에 고순도로 균일하게 흡착시킬 수 있다.
이 실시형태에서는, 기판(G)의 후단이 노즐(64)을 통과한 후, 벨트 컨베이어(68)를 정지시켜 기판(G)을 주챔버(32) 내에 잠시 멈추게 한다. 그 동안에도, 주챔버(32) 내의 감압 상태는 유지된다. 또, 제습을 계속하는 것도 바람직하다. 이와 같이, 용액 적하 도포의 본처리가 종료한 직후에 기판(G)이 감압 분위기(혹은 감압 및 제습의 분위기) 내에 잠시 방치됨으로써, 기판(G) 상에서는 반도체층(204)에서의 색소 흡착이 원활하게 촉진된다.
진공 배기부(78)에 의해 주챔버(32) 내에 형성되는 감압 분위기의 압력은, 반도체층(204)에서의 색소 용액(CS)의 확산과 색소의 흡착을 촉진시키는 데에 있어서, 전치 챔버(30) 내의 감압 분위기의 압력보다 높은 쪽이 좋고, 50 mTorr∼100 mTorr의 범위가 바람직하다. 한편, 제습 건조기(82)에 의해 달성되는 건조도는, 특별히 제한은 없지만, 얻어지는 색소 흡착 촉진 효과와 용력 효율의 양면으로부터 노점 -30℃∼-50℃의 범위가 바람직하다.
이 실시형태의 색소 용액 적하 도포 모듈(12(i))에 있어서는, 파이프라인 방식을 채택하기 때문에, 주챔버(32) 내에 기판(G)이 체재하는 시간 T32은, 전치 챔버(30) 내의 체재 시간 T30과 동일하며, 예를 들면 수십초∼1분의 범위 내로 설정할 수 있다.
최후미에 위치하는 후치 챔버(34)는, 1장의 기판(G)을 수평 흐름 반송으로 출납하기에 적합한 편평한 스페이스를 가지며, 실내의 분위기를 대기압 상태와 감압 상태 사이에서 전환하도록 되어 있다. 기판(G)을 출납하기 위해서, 후치 챔버(34)의 수평 흐름 반송 방향(X 방향)에서 서로 대향하는 측벽에는, 전단(前段)의 주챔버(32)와 연결하기 위한 입구측의 게이트 밸브(72)와, 대기 공간으로 향하는 출구측의 도어 밸브(96)가 각각 부착되어 있다. 후치 챔버(34) 내에는 수평 흐름 반송용 컨베이어, 예를 들면 벨트 컨베이어(98)가 설치되고, 후치 챔버(34)의 밖에 벨트 컨베이어(98)를 구동시키기 위한 모터 등을 갖는 반송 구동부(100)가 설치되어 있다.
후치 챔버(34)는, 게이트 밸브(72)를 열어 감압하에 신규 기판(G)을 반입하고, 그 직후에 게이트 밸브(72)를 닫아, 실내를 퍼징하여 대기압 또는 정압(正壓)으로 전환하도록 하고 있다. 진공 배기를 위해, 후치 챔버(34)의 바닥벽에 하나 또는 복수의 배기구(102)가 설치되어 있다. 각 배기구(102)는, 배기관(104)을 통해 진공 펌프 또는 이젝터를 갖는 진공 배기부(106)에 통해 있다. 배기관(104)의 도중에 개폐 밸브(108)가 설치되어 있다. 또, 퍼징을 위해, 후치 챔버(34)의 천장에는 하나 또는 복수의 퍼지 가스 도입구(110)가 설치되어 있다. 각 퍼지 가스 도입구(110)에는 가스 공급관(112)을 통해 퍼지 가스 공급부(114)가 접속되어, 가스 공급관(112)의 도중에 개폐 밸브(116)가 설치되어 있다. 퍼지 가스에는, 예를 들면 에어 또는 질소 가스가 이용된다. 이 실시형태에서는, 후치 챔버(34)가 기판(G)을 1장 출납하는 데 필요 최소한의 용적을 갖도록 구성되어 있기 때문에, 진공 배기 및 퍼징 모두 단시간에 효율적으로 행할 수 있다.
후치 챔버(34)의 천장에는, 가열 건조용의 히터로서 예를 들면 면형의 시즈 히터(118)도 설치되어 있다. 또, 후치 챔버(34)의 한쪽 구석 또는 바닥부에는 제습 건조기(120)도 설치되어 있다.
이러한 구성의 후치 챔버(34)에서는, 벨트 컨베이어(98) 상에서 정지한 기판(G) 상의 반도체층(204)에 대하여, 색소 용액 적하 도포의 후처리로서, 일정 시간(예를 들면, 수십초)에 걸쳐, 퍼지 가스 공급부(114)에 의한 대기압 또는 정압하의 퍼징, 시즈 히터(118)에 의한 가열 및/또는 제습 건조기(120)에 의한 제습과 같은 복수 종류의 건조 처리가 선택적 또는 전부 동시에 행해지도록 되어 있다. 이들 건조 처리는, 반도체층(204) 상에 적하 도포된 색소 용액(CS)으로부터 용매를 비교적 완만한 속도로 제거하면서 반도체층(204)에서의 색소의 흡착을 촉진시키는 것이며, 다음 공정 또는 제2 처리(용매 증발 제거 처리)에 대한 전처리이기도 하다.
여기서, 시즈 히터(118)의 가열 온도는, 색소 용액 적하 도포의 본처리가 종료한 후이기 때문에, 특별히 제한은 없고, 색소 용액(CS)의 비점보다 높아도 좋지만, 너무 높으면 색소 흡착중의 기판(G) 상의 반도체층(204)에 바람직하지 않은 열적 영향을 부여하기 때문에, 200℃ 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 또, 제습 건조기(120)에 의해 달성되는 건조도는, 특별히 제한은 없지만, 얻어지는 건조 처리 효과와 용력 효율의 양면으로부터 노점 -30℃∼-50℃의 범위가 바람직하다.
후치 챔버(34) 내에 기판(G)이 체재하는 시간 T34도, 전치 챔버(30) 및 주챔버(32) 내의 체재 시간 T30, T32과 동일하다.
[용매 증발 제거부 및 린스부의 구성 및 작용]
도 8에, 용매 증발 제거 모듈(14(j))의 구성을 도시한다. 이 용매 증발 제거 모듈(14(j))은, 1장의 기판(G)을 배치하여 반송하는 플레이트(122)를, 슬라이드식으로 서랍처럼 본체 열처리실(124)에 출납할 수 있도록 하고 있다. 반송 기구(18)가, 반송 아암(MU, ML) 중 어느 한쪽을 이용하여 색소 용액 적하 도포부(12)로부터 운반해 온 기판(G)을 플레이트(122) 상에 얹으면 (a), 플레이트(122)는 슬라이드 이동하여 본체 열처리실(124) 내에 기판(G)을 로딩한다. 본체 열처리실(124) 내에는, 예를 들면 천장에 면형 히터(126)(도 2)가 설치되고 있고, 이 히터(126)에 의해 기판(G) 상의 반도체층(204)을 예를 들면 200℃의 온도로 1분∼2분 정도의 시간을 들여 가열한다. 이 열처리에 의해, 기판(G) 상의 반도체층(204)에 부착되어 있는 색소 용액(CS)의 용매 및 색소 흡착 과정에서 생성되는 수분이 대략 완전히 없어질 때까지 증발시킨다. 그 결과, 반도체층(204)에 색소가 고순도로 균일하게 담지되게 된다.
전술한 바와 같은 열처리, 즉 용매 증발 제거 처리를 행하고 있는 동안, 플레이트(122)는 본체 열처리실(124)의 밖에서 대기하고 있다(c). 그리고, 용매 증발 제거 처리가 종료한 후에, 플레이트(122)는, 본체 열처리실(124) 내에 들어와 기판(G)을 수취하고, 수취한 기판(G)을 밖으로 꺼내어 대기하에서 일정 시간 노출시켜 냉각시킨다(b). 그 후, 플레이트(122)에 구비되어 있는 승강핀(128)을 반송 아암(MU, ML)과 연계하여 승강 동작시킴으로써, 플레이트(122) 상에서 처리가 끝난 기판(G)과 다음 기판(G)을 교체한다(a).
도 9에, 린스 모듈(16(k))의 주요부의 구성을 도시한다. 이 린스 모듈(16(k))은, 환형 컵(130)의 내측 중심부에 회전 스테이지(132)를 설치하고, 이 회전 스테이지(132) 상에 기판(G)을 얹어, 회전 스테이지(132)에 설치되어 있는 미케니컬식 또는 진공식의 척 기구(도시하지 않음)에 의해 기판(G)을 유지한다. 그리고, 회전 구동부(134)에 의해 회전축(136)을 통해 기판(G)을 회전 스테이지(132)와 일체로 적당한 회전 속도로 스핀 회전시키면서, 그 상측에 배치한 노즐(138)로부터 린스액(예를 들면, 순수)(R)을 정해진 유량으로 기판(G)의 표면에 분무한다. 노즐(138)이 이동형인 경우는, 노즐(138)을 지지하는 아암(140)을 선회 운동 또는 요동시켜, 노즐(138)을 기판(G)의 반경 방향으로 왕복 이동시켜도 좋다. 노즐(138)이, 정치형(定置型)인 경우는, 기판(G)의 1회전으로 기판(G)의 전체 영역을 커버할 수 있는 장척형 노즐이 바람직하다. 이 린스 처리에 의해, 기판(G) 상의 반도체층(204)의 표면에 부착되어 있는 불필요한 색소가 제거된다. 이 린스 처리의 종료후에, 회전 스테이지(132)를 고속 회전시켜, 기판(G)에 부착되어 있는 린스액을 비산시켜 물기를 없앤다(건조시킨다).
이와 같이, 기판(G) 상의 반도체층(204)의 표면에 부착되어 있는 불필요한 색소를 씻어냄으로써, 광전 변환 효율의 재현성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 이 실시형태의 색소 흡착 장치에 있어서는, 색소 증감 태양 전지의 제조 프로세스에 있어서, 기판(G)의 피처리면에 형성되어 있는 다공질의 반도체층(204)에 증감 색소를 흡착시키는 색소 흡착 처리의 작업 처리량을 크게 개선시키고, 색소 용액의 사용량을 필요 최소한으로 억제하여 색소 사용 효율을 대폭 개선시킬 수 있다.
[다른 실시형태 또는 변형예]
이상, 본 발명의 바람직한 일실시형태를 설명했지만, 본 발명은 전술한 실시형태로 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에서 다른 실시형태 또는 여러가지 변형이 가능하다.
예를 들면, 색소 용액 적하 도포부(12)에 있어서, 모듈 택트의 저하를 수반하지만, 색소 용액 적하 도포의 전처리, 본처리 및 후처리를 2개의 챔버를 이용하여, 혹은 단일 챔버를 이용하여 실시하는 것 같은 모듈 구성도 가능하다. 그 경우, 주챔버(32)에 퍼지 기구를 증설하여, 진공 배기부(78)에 의한 진공 배기와 그 퍼지 기구에 의한 퍼징을 교대로 전환하도록 하면 된다.
혹은, 색소 용액 적하 도포부(12)에 있어서, 색소 용액 적하 도포의 본처리를 대기압 또는 정압하에서 행하는 것 같은 모듈 구성도 가능하다. 그 경우는, 진공 배기부(78)를 생략할 수 있다.
색소 용액 적하 도포 모듈(12(i)) 내의 각 부에 관해서도 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 색소 용액 적하 도포 모듈(12(i)) 내의 수평 흐름 반송 기구는, 벨트 컨베이어에 한정되지 않고, 롤러를 부설하는 롤러 컨베이어 등도 가능하다. 혹은, 수평 흐름 반송 기구를 대신해서, 반송 로봇이 반송 아암을 이용하여 기판 출납의 일체를 행하는 것 같은 장치 구성도 가능하다.
또, 색소 용액 적하 도포의 본처리(도포 주사)를 행하기 위해서, 기판(G)을 정지시켜, 노즐(64)을 수평 방향으로 이동시키는 것도 가능하다. 상기 실시형태(도 6)와 같이 반도체층(204)의 띠형상 패턴과 평행한 방향(X 방향)으로 적하 도포의 주사를 행하는 것은, 본 발명의 바람직한 일 양태이기는 하지만, 다른 형태도 가능하다. 예를 들면, 반도체층(204)의 띠형상 패턴과 직교하는 방향(Y 방향)으로 적하 도포의 주사를 행하는 것도 가능하다. 그 경우, 주사 이동중에 노즐(64)이 반도체층(204)의 위를 통과(횡단)할 때에만 단속적으로 색소 용액을 적하 토출해도 좋다. 혹은, 색소 용액의 사용량이 증가하지만, 노즐(64)이 색소 용액을 연속적으로 적하 토출하면서 기판(G)을 일단으로부터 타단까지 주사하는 형태도 가능하다. 노즐(64)은, 슬릿형의 토출구를 갖는 것이어도 좋다.
본 발명은, 전술한 바와 같이 색소 증감 태양 전지의 제조 프로세스에 있어서 다공질의 반도체층에 증감 색소를 흡착시키는 공정에 바람직하게 적용할 수 있다. 그러나, 기판의 표면에 형성되어 있는 임의의 박막(특히 다공질의 박막)에 임의의 색소를 흡착시키는 처리에도 본 발명은 적용 가능하다.
10 : 색소 흡착 장치, 12 : 색소 용액 적하 도포부, 12(1)∼12(3), 12(i) : 색소 용액 적하 도포 모듈, 14 : 용매 증발 제거부, 14(1)∼14(12), 14(j) : 용매 증발 제거 모듈, 16 : 린스부, 16(1)∼16(3), 16(k) : 린스 모듈, 18 : 반송 기구, 20 : 컨트롤러, 30 : 전치 챔버, 32 : 주챔버, 34 : 후치 챔버, 40, 68, 98 : 벨트 컨베이어, 48, 78, 106 : 진공 배기부, 56, 114 : 퍼지 가스 공급부, 60, 118 : 시즈 히터, 62, 82, 120 : 제습 건조기, 64 : 노즐, 90 : 색소 용액 공급부

Claims (20)

  1. 기판의 피처리면에 형성되어 있는 다공질의 반도체층에 색소를 흡착시키는 색소 흡착 장치로서,
    색소를 정해진 용매에 녹인 색소 용액을 토출하는 노즐을 구비하고, 상기 기판 상의 상기 반도체층에 상기 색소 용액을 상기 노즐로부터 적하하여 도포하는 색소 용액 적하 도포부와,
    상기 기판 상의 상기 반도체층에 도포된 상기 색소 용액으로부터 용매를 증발시켜 제거하는 용매 증발 제거부와,
    상기 기판 상의 상기 반도체층의 표면에 부착되어 있는 불필요한 색소를 씻어내어 제거하는 린스부
    를 갖는 색소 흡착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노즐은, 상기 기판 상에 형성되는 상기 반도체층의 패턴에 따른 구경 및 피치의 토출구를 다수 갖는 것인 색소 흡착 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 색소 용액 적하 도포부는, 상기 기판 상에서 상기 색소 용액의 도포막이 상기 반도체층을 구석구석까지 덮도록, 상기 노즐과 상기 기판 사이에서 상대적인 이동을 하게 하는 주사 기구를 갖는 것인 색소 흡착 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 색소 용액 적하 도포부는, 대기로부터 독립된 분위기를 형성할 수 있는 제1 챔버를 가지며, 상기 기판 상의 상기 반도체층에 대한 상기 색소 용액의 적하 도포를 상기 제1 챔버 내에서 행하는 것인 색소 흡착 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 챔버의 실내를 감압 상태로 하기 위한 제1 진공 배기부를 갖는 색소 흡착 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 챔버의 실내를 제습하기 위한 제1 제습 건조기를 갖는 색소 흡착 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1 챔버 내에 상기 기판을 수평 흐름으로 출납하기 위한 제1 반송 기구를 갖는 색소 흡착 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 색소 용액 적하 도포부는, 대기로부터 독립된 분위기를 형성할 수 있는 제2 챔버를 가지며, 상기 기판 상의 상기 반도체층에 대한 상기 색소 용액의 적하 도포에 앞선 정해진 전(前)처리를 상기 제2 챔버 내에서 행하는 것인 색소 흡착 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 챔버의 실내를 감압 상태로 하기 위한 제2 진공 배기부를 갖는 색소 흡착 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 챔버 내에서 상기 기판 상의 상기 반도체층의 표면을 가열하기 위한 제1 가열부를 갖는 색소 흡착 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제2 챔버의 실내를 제습하기 위한 제2 제습 건조기를 갖는 색소 흡착 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제2 챔버 내에 상기 기판을 수평 흐름으로 출납하기 위한 제2 반송 기구를 갖는 색소 흡착 장치.
  13. 제4항에 있어서, 상기 색소 용액 적하 도포부는, 대기로부터 독립된 분위기를 형성할 수 있는 제3 챔버를 가지며, 상기 기판 상의 상기 반도체층에 대한 상기 색소 용액의 적하 도포에 계속되는 정해진 후처리를 상기 제3 챔버 내에서 행하는 것인 색소 흡착 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제3 챔버 내에 퍼지 가스를 공급하여 실내를 대기압 상태 또는 정압(正壓) 상태로 하기 위한 퍼지 기구를 갖는 색소 흡착 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제3 챔버 내에서 상기 기판 상의 상기 반도체층의 표면을 가열하기 위한 제2 가열부를 갖는 색소 흡착 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제3 챔버의 실내를 제습하기 위한 제3 제습 건조기를 갖는 색소 흡착 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제3 챔버 내에 상기 기판을 수평 흐름으로 출납하기 위한 제3 반송 기구를 갖는 색소 흡착 장치.
  18. 기판의 피처리면에 형성되어 있는 다공질의 반도체층에 색소를 흡착시키는 색소 흡착 방법으로서,
    색소를 정해진 용매에 녹인 색소 용액을 토출하는 노즐에 의해, 상기 기판 상의 상기 반도체층에 상기 색소 용액을 적하하여 도포하는 제1 공정과,
    상기 기판 상의 상기 반도체층에 도포된 상기 색소 용액으로부터 용매를 증발시켜 제거하는 제2 공정과,
    상기 기판 상의 상기 반도체층의 표면에 부착되어 있는 불필요한 색소를 씻어내어 제거하는 제3 공정
    을 갖는 색소 흡착 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 반도체층의 패턴에 따른 구경 및 피치의 토출구를 다수 갖는 상기 노즐을 이용하여, 상기 노즐의 토출구로부터 적하 토출되는 색소 용액을 반도체층의 패턴 영역에 한정하여 도포하는 색소 흡착 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제1 공정에 있어서, 상기 기판 상에서 상기 색소 용액의 도포막이 상기 반도체층을 구석구석까지 덮도록, 상기 노즐과 상기 기판 사이에서 상대적인 이동을 하게 하는 색소 흡착 방법.
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