JPH08107227A - 薄膜太陽電池の製造装置 - Google Patents
薄膜太陽電池の製造装置Info
- Publication number
- JPH08107227A JPH08107227A JP6239867A JP23986794A JPH08107227A JP H08107227 A JPH08107227 A JP H08107227A JP 6239867 A JP6239867 A JP 6239867A JP 23986794 A JP23986794 A JP 23986794A JP H08107227 A JPH08107227 A JP H08107227A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating jig
- solar cell
- film solar
- upper heating
- jig
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 117
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 15
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910017489 Cu I Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ＣｕＩｎＳｅ2 合金膜を有する薄膜太陽電池の
Ｓｅ使用量を低減し、コストダウンを図った製造装置を
提供する。 【構成】ベース１は排気管３、ガス導入管４を有する。
ベース１の上にＯリング７を介してベルジャ２を置く。
下部加熱治具１１の凹部１２に薄膜太陽電池とＳｅ粉末
を入れ、ベース１の上に置く。下部加熱治具１１の上に
上部加熱治具２１を被せる。下部加熱治具１１と上部加
熱治具２１を遮熱板１９，２９で囲む。上部加熱治具２
１は、支持具３２、支持板３３、ねじ軸３４、支柱４０
ａ，４０ｂ、支持板４１，４２、プーリ３６，４３、べ
ルト４４、回転軸４５、ベベルギア４６，４７、回転軸
４８、ハンドル４９からなる上下動機構で上下動する。
上下の加熱治具をヒータで加熱し、Ｓｅと薄膜太陽電池
を反応させ、ＣｕＩｎＳｅ2合金膜を形成する。
Ｓｅ使用量を低減し、コストダウンを図った製造装置を
提供する。 【構成】ベース１は排気管３、ガス導入管４を有する。
ベース１の上にＯリング７を介してベルジャ２を置く。
下部加熱治具１１の凹部１２に薄膜太陽電池とＳｅ粉末
を入れ、ベース１の上に置く。下部加熱治具１１の上に
上部加熱治具２１を被せる。下部加熱治具１１と上部加
熱治具２１を遮熱板１９，２９で囲む。上部加熱治具２
１は、支持具３２、支持板３３、ねじ軸３４、支柱４０
ａ，４０ｂ、支持板４１，４２、プーリ３６，４３、べ
ルト４４、回転軸４５、ベベルギア４６，４７、回転軸
４８、ハンドル４９からなる上下動機構で上下動する。
上下の加熱治具をヒータで加熱し、Ｓｅと薄膜太陽電池
を反応させ、ＣｕＩｎＳｅ2合金膜を形成する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、周期律表の１Ｂ族、３
Ｂ族、及び６Ｂ族の元素からなる化合物半導体を用いて
形成される薄膜太陽電池の製造装置に関する。
Ｂ族、及び６Ｂ族の元素からなる化合物半導体を用いて
形成される薄膜太陽電池の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、優れた光電変換効率を有し、大面
積の薄膜太陽電池を低コストで製造できるものとして周
期律表の１Ｂ族−３Ｂ族−６Ｂ族の元素からなる化合物
半導体が注目されており、特にＣｕＩｎＳｅ2 は、
（１）吸収係数αが１０5 ／ｃｍ程度と高く、２μｍ程
度の薄膜でも十分に太陽光を吸収できること、（２）禁
止帯幅が１．１ｅＶであり、太陽光の光電変換に適して
いること、（３）光劣化がアモルファス・シリコンと比
べて著しく小さいこと等の特徴を有していることから最
も注目されている。薄膜太陽電池の製造方法について
は、例えば特開昭６１−２３７４７６号公報に開示され
ている。
積の薄膜太陽電池を低コストで製造できるものとして周
期律表の１Ｂ族−３Ｂ族−６Ｂ族の元素からなる化合物
半導体が注目されており、特にＣｕＩｎＳｅ2 は、
（１）吸収係数αが１０5 ／ｃｍ程度と高く、２μｍ程
度の薄膜でも十分に太陽光を吸収できること、（２）禁
止帯幅が１．１ｅＶであり、太陽光の光電変換に適して
いること、（３）光劣化がアモルファス・シリコンと比
べて著しく小さいこと等の特徴を有していることから最
も注目されている。薄膜太陽電池の製造方法について
は、例えば特開昭６１−２３７４７６号公報に開示され
ている。
【０００３】図５は従来の薄膜太陽電池の製造装置の一
例の断面図である。
例の断面図である。
【０００４】この製造装置は、上記特開昭６１−２３７
４７６号公報に開示された熱処理炉の一部であり、炉心
管５１は、細長い筒状に作られ、内壁の中央部にバッフ
ル５２が設けられ、炉心管５１が二つの室５３，５４に
分けられている。
４７６号公報に開示された熱処理炉の一部であり、炉心
管５１は、細長い筒状に作られ、内壁の中央部にバッフ
ル５２が設けられ、炉心管５１が二つの室５３，５４に
分けられている。
【０００５】熱処理される薄膜太陽電池５５は、ガラス
基板の上に導電膜としてＭｏ膜が設けられ、その上にＣ
ｕ−Ｉｎ／Ｓｅ膜が設けられたものからなる。Ｃｕ−Ｉ
ｎ／Ｓｅ膜は未だ合金にはなっていない。一つの室（図
の左側室）５３に熱処理される薄膜太陽電池５５を複数
個入れ、他方の室５４（図の右側室）にＳｅ原料を入れ
たるつぼ５６を置く。炉心管５１を加熱し、薄膜太陽電
池５５とるつぼ５６を加熱し、Ｓｅをガス化させる。炉
心管５１の右側からＡｒガスを流してＳｅガスを室（図
の左側室）５３に運び、熱処理して薄膜太陽電池５５の
Ｃｕ−Ｉｎ／Ｓｅ膜をＣｕＩｎＳｅ2 合金膜に転換す
る。
基板の上に導電膜としてＭｏ膜が設けられ、その上にＣ
ｕ−Ｉｎ／Ｓｅ膜が設けられたものからなる。Ｃｕ−Ｉ
ｎ／Ｓｅ膜は未だ合金にはなっていない。一つの室（図
の左側室）５３に熱処理される薄膜太陽電池５５を複数
個入れ、他方の室５４（図の右側室）にＳｅ原料を入れ
たるつぼ５６を置く。炉心管５１を加熱し、薄膜太陽電
池５５とるつぼ５６を加熱し、Ｓｅをガス化させる。炉
心管５１の右側からＡｒガスを流してＳｅガスを室（図
の左側室）５３に運び、熱処理して薄膜太陽電池５５の
Ｃｕ−Ｉｎ／Ｓｅ膜をＣｕＩｎＳｅ2 合金膜に転換す
る。
【０００６】熱処理の温度と時間については、幾つかの
提案がなされているが、例えば、図６に示すように、室
温から３０℃／分の速度で２００℃〜２５０℃に上げ、
この温度に約３０〜６０分保持し、次に３０℃／分の速
度で４００℃〜４５０℃に上げ、この温度に約２〜４時
間保持し、次に室温まで冷却するというのがある。
提案がなされているが、例えば、図６に示すように、室
温から３０℃／分の速度で２００℃〜２５０℃に上げ、
この温度に約３０〜６０分保持し、次に３０℃／分の速
度で４００℃〜４５０℃に上げ、この温度に約２〜４時
間保持し、次に室温まで冷却するというのがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記熱処理炉は、構造
が簡単で、設備費も安くつくので広く用いられている
が、開放炉であるため、ＡｒガスとＳｅガスが流しっぱ
なしであり、ＳｅとＡｒの使用量が極めて多くなり、コ
ストが高くなるという問題がある。さらに、この処理炉
は密閉型でないので、Ｓｅガス圧を上げることができ
ず、Ｓｅガスは薄膜太陽電池５５の上下または薄膜太陽
電池と薄膜太陽電池の間を流れるのみであるので、薄膜
太陽電池５５と十分に反応せずＣｕＩｎＳｅ2 合金膜を
形成するのが難しく、製造歩留りが低下するという問題
がある。
が簡単で、設備費も安くつくので広く用いられている
が、開放炉であるため、ＡｒガスとＳｅガスが流しっぱ
なしであり、ＳｅとＡｒの使用量が極めて多くなり、コ
ストが高くなるという問題がある。さらに、この処理炉
は密閉型でないので、Ｓｅガス圧を上げることができ
ず、Ｓｅガスは薄膜太陽電池５５の上下または薄膜太陽
電池と薄膜太陽電池の間を流れるのみであるので、薄膜
太陽電池５５と十分に反応せずＣｕＩｎＳｅ2 合金膜を
形成するのが難しく、製造歩留りが低下するという問題
がある。
【０００８】本発明の目的は、ＣｕＩｎＳｅ2 合金膜を
吸収層とする薄膜太陽電池の製造に使用され、Ｓｅ使用
量を低減し、かつＳｅがＣｕＩｎと十分に反応して化学
量論的に過不足ないＣｕＩｎＳｅ2 合金膜を形成するこ
とのできる薄膜太陽電池の製造装置を提供することにあ
る。
吸収層とする薄膜太陽電池の製造に使用され、Ｓｅ使用
量を低減し、かつＳｅがＣｕＩｎと十分に反応して化学
量論的に過不足ないＣｕＩｎＳｅ2 合金膜を形成するこ
とのできる薄膜太陽電池の製造装置を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空排気管と
ガス導入管とを有するベースと、このベースの上にＯリ
ングを介して設置されるベルジャと、真空排気管とガス
導入管とにそれぞれ設けられている弁とを有する真空系
と、前記ベルジャ内の前記ベースの上に設置され、上部
に処理すべき薄膜太陽電池を収納する凹部を有し、下部
にヒータと温度センサとを有する下部加熱治具と、この
下部加熱治具の上から擦り合わせ気密封止で蓋をし、上
部にヒータと温度センサとを有する上部加熱治具と、前
記上部加熱治具を外部からの操作で上下動させる機構と
を備えたことを特徴とする。
ガス導入管とを有するベースと、このベースの上にＯリ
ングを介して設置されるベルジャと、真空排気管とガス
導入管とにそれぞれ設けられている弁とを有する真空系
と、前記ベルジャ内の前記ベースの上に設置され、上部
に処理すべき薄膜太陽電池を収納する凹部を有し、下部
にヒータと温度センサとを有する下部加熱治具と、この
下部加熱治具の上から擦り合わせ気密封止で蓋をし、上
部にヒータと温度センサとを有する上部加熱治具と、前
記上部加熱治具を外部からの操作で上下動させる機構と
を備えたことを特徴とする。
【００１０】本発明は、前記下部加熱治具が四角形のブ
ロックの上に円錐台が形成され、この円錐台の上面に前
記凹部が形成されていることを特徴とする。
ロックの上に円錐台が形成され、この円錐台の上面に前
記凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】本発明は、前記上部加熱治具が四角形のブ
ロックで作られ、この下面に前記下部加熱治具の円錐台
を受け入れる円錐台形の凹部が形成され、この凹部の側
面に前記円錐台の斜面と擦り合わせ気密封止する斜面を
有することを特徴とする。
ロックで作られ、この下面に前記下部加熱治具の円錐台
を受け入れる円錐台形の凹部が形成され、この凹部の側
面に前記円錐台の斜面と擦り合わせ気密封止する斜面を
有することを特徴とする。
【００１２】本発明は、前記上部加熱治具と下部加熱治
具のそれぞれを囲む遮熱板が設けられていることを特徴
とする。
具のそれぞれを囲む遮熱板が設けられていることを特徴
とする。
【００１３】本発明は、前記上部加熱治具と下部加熱治
具とがカーボンで作られていることを特徴とする。
具とがカーボンで作られていることを特徴とする。
【００１４】本発明は、前記上部加熱治具を外部からの
操作で上下動させる機構が、前記上部加熱治具の上に取
付けられる支持具と、この支持具に取付けられる支持板
と、この支持板に取付けられるねじ軸と、このねじ軸に
取付けられ、このねじ軸を支持する２本の支柱と２枚の
支持板と、溝を内側に有し前記ねじ軸のねじ部に螺合す
るプーリと、このプーリと対をなして設置される他方の
プーリと、この二つのプーリの間に張られるベルトと、
前記他方のプーリの中心軸を通りかつ前記ベースを気密
に貫通して外部に突き出る回転軸と、この回転軸を回転
させるハンドルとを備えたことを特徴とする。
操作で上下動させる機構が、前記上部加熱治具の上に取
付けられる支持具と、この支持具に取付けられる支持板
と、この支持板に取付けられるねじ軸と、このねじ軸に
取付けられ、このねじ軸を支持する２本の支柱と２枚の
支持板と、溝を内側に有し前記ねじ軸のねじ部に螺合す
るプーリと、このプーリと対をなして設置される他方の
プーリと、この二つのプーリの間に張られるベルトと、
前記他方のプーリの中心軸を通りかつ前記ベースを気密
に貫通して外部に突き出る回転軸と、この回転軸を回転
させるハンドルとを備えたことを特徴とする。
【００１５】本発明は、前記支持具が、筒と、この筒の
中に挿入固定された留め具と、この留め具に取付けられ
たばねと、このばねに取付けられたスライダと、このス
ライダに固定され前記上部加熱治具を固定する留め具と
から構成されることを特徴とする。
中に挿入固定された留め具と、この留め具に取付けられ
たばねと、このばねに取付けられたスライダと、このス
ライダに固定され前記上部加熱治具を固定する留め具と
から構成されることを特徴とする。
【００１６】
【作用】上部加熱治具と下部加熱治具とで処理すべき薄
膜太陽電池とＳｅ粉末原料を密閉空間に収納し、真空中
でＳｅ粉末をガス化させる温度で加熱すると、Ｓｅは酸
化することなく反応してＣｕＩｎＳｅ2 合金膜を形成す
る。薄膜太陽電池とＳｅ粉末原料を密閉空間に収納され
ているからＳｅガスは殆ど外部に漏れず、密閉空間内で
高圧ガスとなって反応を促進させると共に、Ｓｅ粉末原
料の使用量は少なくてすみ、コスト低減が図れる。ま
た、Ａｒガスを使用しないから、その分のコストも低減
される。
膜太陽電池とＳｅ粉末原料を密閉空間に収納し、真空中
でＳｅ粉末をガス化させる温度で加熱すると、Ｓｅは酸
化することなく反応してＣｕＩｎＳｅ2 合金膜を形成す
る。薄膜太陽電池とＳｅ粉末原料を密閉空間に収納され
ているからＳｅガスは殆ど外部に漏れず、密閉空間内で
高圧ガスとなって反応を促進させると共に、Ｓｅ粉末原
料の使用量は少なくてすみ、コスト低減が図れる。ま
た、Ａｒガスを使用しないから、その分のコストも低減
される。
【００１７】上記効果を得るために、下部加熱治具は、
四角のブロックの上に円錐台が形成され、この円錐台の
上面に前記凹部が形成されている形状にするのがよい。
四角のブロックの上に円錐台が形成され、この円錐台の
上面に前記凹部が形成されている形状にするのがよい。
【００１８】気密封止を得るために、治具の斜面同志を
擦り合わせにする。斜面は鏡面仕上げにする。下部加熱
治具に合わせて、上部加熱治具は、四角のブロックで作
られ、この下面に前記下部加熱治具の円錐台を受け入れ
る円錐台形の凹部が形成され、この凹部の側面に前記円
錐台の斜面と擦り合わせ気密封止する斜面を有する形状
にするのがよい。
擦り合わせにする。斜面は鏡面仕上げにする。下部加熱
治具に合わせて、上部加熱治具は、四角のブロックで作
られ、この下面に前記下部加熱治具の円錐台を受け入れ
る円錐台形の凹部が形成され、この凹部の側面に前記円
錐台の斜面と擦り合わせ気密封止する斜面を有する形状
にするのがよい。
【００１９】前記上部加熱治具と下部加熱治具のそれぞ
れに遮熱板を設け、熱逃散を防ぐようにすると、ヒータ
に流す電流を低減することができる。
れに遮熱板を設け、熱逃散を防ぐようにすると、ヒータ
に流す電流を低減することができる。
【００２０】前記上部加熱治具と下部加熱治具とは、色
々の材料で作ることができるが、カーボンは加工し易
く、擦り合わせる斜面を鏡面仕上げすることができ、密
閉空間を形成することが容易であり、安価であるので、
最も優れている。
々の材料で作ることができるが、カーボンは加工し易
く、擦り合わせる斜面を鏡面仕上げすることができ、密
閉空間を形成することが容易であり、安価であるので、
最も優れている。
【００２１】前記上部加熱治具を外部からの操作で上下
動させる機構を設け、最初は上部加熱治具を持ち上げて
下部加熱治具の凹部を真空にし、次に上部加熱治具を下
げてることにより前記凹部に形成される密閉空間を真空
にすることができ、薄膜太陽電池とＳｅの酸化を防ぎ、
Ｓｅガスを高圧ガスにすることができる。
動させる機構を設け、最初は上部加熱治具を持ち上げて
下部加熱治具の凹部を真空にし、次に上部加熱治具を下
げてることにより前記凹部に形成される密閉空間を真空
にすることができ、薄膜太陽電池とＳｅの酸化を防ぎ、
Ｓｅガスを高圧ガスにすることができる。
【００２２】前記上部加熱治具を下方に下げ過ぎると、
上部加熱治具または下部加熱治具を破壊することがあ
る。この破壊を防ぐため、ばねを用い過剰圧力を吸収さ
せる。ばねは、上部加熱治具を下部加熱治具にばね力の
範囲内で押しつけるので、上部加熱治具と下部加熱治具
の斜面が密着し、密閉空間を形成するのに寄与する。
上部加熱治具または下部加熱治具を破壊することがあ
る。この破壊を防ぐため、ばねを用い過剰圧力を吸収さ
せる。ばねは、上部加熱治具を下部加熱治具にばね力の
範囲内で押しつけるので、上部加熱治具と下部加熱治具
の斜面が密着し、密閉空間を形成するのに寄与する。
【００２３】
【実施例】図１は本発明の一実施例の一部断面正面図で
ある。
ある。
【００２４】ベース１は、金属で円板形に作られ、中央
に排気管３、ガス導入管４が取付けられる。排気管３、
ガス導入管４に弁５，６を取付けられる。ベース１の上
にガラス製のベルジャ２を置かれる。ベルジャ２の下端
が接触する部分のベース１には通常の円形溝が掘られ、
その溝にＯリング７が嵌め込まれ、ベルジャ２と気密封
止される。ベース１の上の中央部に下部加熱治具１１を
置き、支柱３１で支持する。下部加熱治具１１の上に上
部加熱治具２１を置く。下部加熱治具１１と上部加熱治
具２１の各々の外側に遮熱板１９，２９を設けて、熱が
外部に逃げ難くする。下部加熱治具１１と上部加熱治具
２１については、後で詳述する。
に排気管３、ガス導入管４が取付けられる。排気管３、
ガス導入管４に弁５，６を取付けられる。ベース１の上
にガラス製のベルジャ２を置かれる。ベルジャ２の下端
が接触する部分のベース１には通常の円形溝が掘られ、
その溝にＯリング７が嵌め込まれ、ベルジャ２と気密封
止される。ベース１の上の中央部に下部加熱治具１１を
置き、支柱３１で支持する。下部加熱治具１１の上に上
部加熱治具２１を置く。下部加熱治具１１と上部加熱治
具２１の各々の外側に遮熱板１９，２９を設けて、熱が
外部に逃げ難くする。下部加熱治具１１と上部加熱治具
２１については、後で詳述する。
【００２５】上部加熱治具２１に支持具３２を取付け
る。支持具３２は、筒３２ａの中に留め具３２ｂが挿入
固定され、留め具３２ｂにばね３２ｃが取付けられ、ば
ね３２ｃにスライダ３２ｄが取付けられ、スライダ３２
ｄに留め具３２ｅが固定され、留め具３２ｅに上部加熱
治具２１が固定されたものから成る。スライダ３２ｄは
筒３２ａの中で辷り可能である。二つの支持具３２は、
支持板３３に取付けられ、支持板３３はねじ軸３４に取
付けられる。ねじ軸３４は２本の支柱４０ａ，４０ｂと
２枚の支持板４１、４２で支持される。ねじ軸３４のね
じ部３４ａに螺合する溝を内側に有するプーリ３６を螺
合させ、プーリ３６の両面をボールベアリング３７ａ，
３７ｂと固定板３８ａ，３８ｂで挟む。２枚の支持板４
１と４２とに固定された固定板３９に固定板３８ａ，３
８ｂを固定する。これによりプーリ３６が回転すると
き、プーリ３６は上下動せず、ねじ軸３４が上下動す
る。ベース１を貫通する回転軸４５を設け、その上端に
プーリ４３を固定する。プーリ３６と４３との間にチェ
ーンベルト４４を張る。ベース１外側の回転軸４５の下
部にベベルギア４６，４７を連結し、これに回転軸４
８、ハンドル４９を取付ける。ハンドル４９を廻すこと
により、ベベルギア４６，４７、回転軸４５、プーリ４
３、チェーンベルト４４、プーリ３６を介して回転力が
ねじ軸３４に伝達され、ねじ軸３４の上下動により上部
加熱治具２１を上下動させることができる。
る。支持具３２は、筒３２ａの中に留め具３２ｂが挿入
固定され、留め具３２ｂにばね３２ｃが取付けられ、ば
ね３２ｃにスライダ３２ｄが取付けられ、スライダ３２
ｄに留め具３２ｅが固定され、留め具３２ｅに上部加熱
治具２１が固定されたものから成る。スライダ３２ｄは
筒３２ａの中で辷り可能である。二つの支持具３２は、
支持板３３に取付けられ、支持板３３はねじ軸３４に取
付けられる。ねじ軸３４は２本の支柱４０ａ，４０ｂと
２枚の支持板４１、４２で支持される。ねじ軸３４のね
じ部３４ａに螺合する溝を内側に有するプーリ３６を螺
合させ、プーリ３６の両面をボールベアリング３７ａ，
３７ｂと固定板３８ａ，３８ｂで挟む。２枚の支持板４
１と４２とに固定された固定板３９に固定板３８ａ，３
８ｂを固定する。これによりプーリ３６が回転すると
き、プーリ３６は上下動せず、ねじ軸３４が上下動す
る。ベース１を貫通する回転軸４５を設け、その上端に
プーリ４３を固定する。プーリ３６と４３との間にチェ
ーンベルト４４を張る。ベース１外側の回転軸４５の下
部にベベルギア４６，４７を連結し、これに回転軸４
８、ハンドル４９を取付ける。ハンドル４９を廻すこと
により、ベベルギア４６，４７、回転軸４５、プーリ４
３、チェーンベルト４４、プーリ３６を介して回転力が
ねじ軸３４に伝達され、ねじ軸３４の上下動により上部
加熱治具２１を上下動させることができる。
【００２６】図２は図１に示す下部加熱治具の平面図お
よび断面図である。
よび断面図である。
【００２７】下部加熱治具１１は、四角のカーボン・ブ
ロックで作られ、上面に太陽電池５５を入れるための円
形の凹部１２が掘られる。凹部１２の周囲に隆起部１３
を設け、その外側に斜面１４を形成し、メサ型に仕上げ
る。ブロックの下方にヒータを通すための孔１５と熱電
対を挿入するための孔１６をあける。図４に示すよう
に、孔１５に絶縁されたヒータ１７を通す。カーボンは
導電体であるから、ヒータ１７は外部が絶縁されていな
ければならない。孔１６に熱電対１９（図１参照）を挿
入する。これにより下部加熱治具１１が完成する。
ロックで作られ、上面に太陽電池５５を入れるための円
形の凹部１２が掘られる。凹部１２の周囲に隆起部１３
を設け、その外側に斜面１４を形成し、メサ型に仕上げ
る。ブロックの下方にヒータを通すための孔１５と熱電
対を挿入するための孔１６をあける。図４に示すよう
に、孔１５に絶縁されたヒータ１７を通す。カーボンは
導電体であるから、ヒータ１７は外部が絶縁されていな
ければならない。孔１６に熱電対１９（図１参照）を挿
入する。これにより下部加熱治具１１が完成する。
【００２８】図３は図１に示す上部加熱治具の平面図お
よび断面図である。
よび断面図である。
【００２９】上部加熱治具２１は、四角のカーボン・ブ
ロックで作られ、下面に下部加熱治具１１のメサ部を受
入れるための円形の凹部２２が掘られる。凹部２２の周
囲に下部加熱治具１１の斜面１４と擦り合う斜面２３を
形成する。斜面１４と斜面２３とは気密に擦り合うこと
が必要である。このため、斜面１４と斜面２３とは擦り
合わせで鏡面に仕上げる。ブロックの上方にヒータを通
すための孔２４と熱電対を挿入するための孔２５をあけ
る。図４に示したのと同様にして、孔２４に絶縁された
ヒータを通し、孔２５に熱電対２９（図１参照）を挿入
する。これにより上部加熱治具２１が完成する。
ロックで作られ、下面に下部加熱治具１１のメサ部を受
入れるための円形の凹部２２が掘られる。凹部２２の周
囲に下部加熱治具１１の斜面１４と擦り合う斜面２３を
形成する。斜面１４と斜面２３とは気密に擦り合うこと
が必要である。このため、斜面１４と斜面２３とは擦り
合わせで鏡面に仕上げる。ブロックの上方にヒータを通
すための孔２４と熱電対を挿入するための孔２５をあけ
る。図４に示したのと同様にして、孔２４に絶縁された
ヒータを通し、孔２５に熱電対２９（図１参照）を挿入
する。これにより上部加熱治具２１が完成する。
【００３０】次に、この実施例の装置の動作について説
明する。
明する。
【００３１】ベルジャ２をベース１から外し、ハンドル
４９を廻して上部加熱治具２１を上方へ持ち上げる。下
部加熱治具１１の凹部１２にＳｅの粒（粒径１〜２μ
ｍ）を敷き、その上に未処理の薄膜太陽電池５５を置
く。ベルジャ２をベース１の上に置き、弁６を閉じ、弁
５をあけて真空ポンプ（図示せず）を作動させてベルジ
ャ２内を真空にする。ハンドル４９を廻すことにより、
ベベルギア４６が回転し、その回転によりベベルギア４
７が回転して回転軸４５を回転させる。回転軸４５の回
転によりプーリ４３、チェーンベルト４４、プーリ３６
が回転し、その回転力によりねじ軸３４が下方に動き、
上部加熱治具２１を下方に動かす。これにより上部加熱
治具２１は下部加熱治具１１に接触して蓋をし、凹部１
２を密閉する。上部加熱治具２１の支持具３２は、筒３
２ａの中にばね３２ｃを有しているので、ハンドル４９
を少々廻し過ぎてもばね３２ｃが縮んで圧力を吸収して
上部および下部加熱治具を破壊することがなく、また、
ばね３２ｃの力で上部加熱治具２１を下部加熱治具１１
に押しつけるので、斜面２３と斜面１４とが密着し、気
密封止となる。これにより下部加熱治具１１の凹部１２
に形成される密閉空間は真空となる。
４９を廻して上部加熱治具２１を上方へ持ち上げる。下
部加熱治具１１の凹部１２にＳｅの粒（粒径１〜２μ
ｍ）を敷き、その上に未処理の薄膜太陽電池５５を置
く。ベルジャ２をベース１の上に置き、弁６を閉じ、弁
５をあけて真空ポンプ（図示せず）を作動させてベルジ
ャ２内を真空にする。ハンドル４９を廻すことにより、
ベベルギア４６が回転し、その回転によりベベルギア４
７が回転して回転軸４５を回転させる。回転軸４５の回
転によりプーリ４３、チェーンベルト４４、プーリ３６
が回転し、その回転力によりねじ軸３４が下方に動き、
上部加熱治具２１を下方に動かす。これにより上部加熱
治具２１は下部加熱治具１１に接触して蓋をし、凹部１
２を密閉する。上部加熱治具２１の支持具３２は、筒３
２ａの中にばね３２ｃを有しているので、ハンドル４９
を少々廻し過ぎてもばね３２ｃが縮んで圧力を吸収して
上部および下部加熱治具を破壊することがなく、また、
ばね３２ｃの力で上部加熱治具２１を下部加熱治具１１
に押しつけるので、斜面２３と斜面１４とが密着し、気
密封止となる。これにより下部加熱治具１１の凹部１２
に形成される密閉空間は真空となる。
【００３２】ヒータ１７に通電して下部加熱治具１１と
上部加熱治具２１をＳｅの融点２１７℃より高い温度、
例えば２５０℃程度に上げ、３０〜６０分加熱してＳｅ
をガス化して未処理の太陽電池５５の中にＳｅを拡散さ
せ、さらに４００〜４５０℃で２〜４時間加熱してＣｕ
ＩｎＳｅ2 合金膜を形成する。ヒータ１７の通電を停止
して冷却する。弁５を閉じ、弁６をあけてガス導入管４
より空気を導入して真空を解除し、薄膜太陽電池５５を
取り出す。
上部加熱治具２１をＳｅの融点２１７℃より高い温度、
例えば２５０℃程度に上げ、３０〜６０分加熱してＳｅ
をガス化して未処理の太陽電池５５の中にＳｅを拡散さ
せ、さらに４００〜４５０℃で２〜４時間加熱してＣｕ
ＩｎＳｅ2 合金膜を形成する。ヒータ１７の通電を停止
して冷却する。弁５を閉じ、弁６をあけてガス導入管４
より空気を導入して真空を解除し、薄膜太陽電池５５を
取り出す。
【００３３】上部加熱治具２１は、その凹部２２の斜面
２３が下部加熱治具１１の斜面１４と擦り合って気密封
止するので、下部加熱治具１１の凹部１２は密閉され
る。従って、下部加熱治具１１の凹部１２に敷いたＳｅ
粉末はガスになっても殆ど外に漏れず、Ｓｅガスの有効
利用が図られ、Ｓｅの使用量は少なくてすみ、コスト低
減が図れる。
２３が下部加熱治具１１の斜面１４と擦り合って気密封
止するので、下部加熱治具１１の凹部１２は密閉され
る。従って、下部加熱治具１１の凹部１２に敷いたＳｅ
粉末はガスになっても殆ど外に漏れず、Ｓｅガスの有効
利用が図られ、Ｓｅの使用量は少なくてすみ、コスト低
減が図れる。
【００３４】また、真空中で加熱するので、Ｓｅは酸化
することなく、かつ密閉空間内で高圧ガスとなって反応
を促進させ、ＣｕＩｎＳｅ2 合金膜を形成する。さら
に、Ａｒガスを使用しないから、その分のコストも低減
される。
することなく、かつ密閉空間内で高圧ガスとなって反応
を促進させ、ＣｕＩｎＳｅ2 合金膜を形成する。さら
に、Ａｒガスを使用しないから、その分のコストも低減
される。
【００３５】さらに、真空内で加熱するので、気体の対
流による熱逃散がなく、下部加熱治具１１と上部加熱治
具２１を遮熱板１９，２９で囲んで熱逃散を防ぐように
したので、少ないヒータ電流で下部加熱治具１１と上部
加熱治具２１を加熱することができる。
流による熱逃散がなく、下部加熱治具１１と上部加熱治
具２１を遮熱板１９，２９で囲んで熱逃散を防ぐように
したので、少ないヒータ電流で下部加熱治具１１と上部
加熱治具２１を加熱することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、下部
加熱治具と上部加熱治具とが内部に密閉空間を形成し、
その密閉空間内に薄膜太陽電池とＳｅ原料を収納して熱
処理するようにしたので、高圧のＳｅガス雰囲気中で熱
処理でき、反応を十分に促進できると共にＳｅ使用量を
低減してコスト低減が図れることができる。
加熱治具と上部加熱治具とが内部に密閉空間を形成し、
その密閉空間内に薄膜太陽電池とＳｅ原料を収納して熱
処理するようにしたので、高圧のＳｅガス雰囲気中で熱
処理でき、反応を十分に促進できると共にＳｅ使用量を
低減してコスト低減が図れることができる。
【００３７】本発明では、真空中で熱処理するようにし
たので、Ａｒガスを使用しないので、Ａｒガスの費用分
だけコストを低減することができる。
たので、Ａｒガスを使用しないので、Ａｒガスの費用分
だけコストを低減することができる。
【００３８】本発明では、下部加熱治具と上部加熱治具
とを遮熱板で囲んで熱逃散を防ぎ、真空中で熱処理する
ようにしたので、少ないヒータ電流で下部加熱治具と上
部加熱治具を加熱することができる。
とを遮熱板で囲んで熱逃散を防ぎ、真空中で熱処理する
ようにしたので、少ないヒータ電流で下部加熱治具と上
部加熱治具を加熱することができる。
【図１】本発明の一実施例の一部断面正面図である。
【図２】図１に示す下部加熱治具の平面図および断面図
である。
である。
【図３】図１に示す上部加熱治具の平面図および断面図
である。
である。
【図４】図１に示す下部加熱治具にヒータを通す方法を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
【図５】従来の薄膜太陽電池の製造装置の一例の断面図
である。
である。
【図６】従来の薄膜太陽電池の製造において実施する熱
処理の条件を説明する温度プロファィル図である。
処理の条件を説明する温度プロファィル図である。
１ ベース ２ ベルジャ ３ 排気管 ４ ガス導入管 ５，６ 弁 ７ Ｏリング １１ 下部加熱治具 １２ 凹部 １９ 遮熱板 ２１ 上部加熱治具 ２９ 遮熱板 ３２ 支持具 ３４ ねじ軸 ３６ プーリ ４０ａ，４０ｂ 支柱 ４１，４２ 支持板 ４３ プーリ ４４ チェーンベルト ４５，４８ 回転軸 ４９ ハンドル ５５ 薄膜太陽電池
Claims (7)
- 【請求項１】 真空排気管とガス導入管とを有するベー
スと、このベースの上にＯリングを介して設置されるベ
ルジャと、真空排気管とガス導入管とにそれぞれ設けら
れている弁とを有する真空系と、 前記ベルジャ内の前記ベースの上に設置され、上部に処
理すべき薄膜太陽電池を収納する凹部を有し、下部にヒ
ータと温度センサとを有する下部加熱治具と、 この下部加熱治具の上から擦り合わせ気密封止で蓋を
し、上部にヒータと温度センサとを有する上部加熱治具
と、 前記上部加熱治具を外部からの操作で上下動させる機構
とを備えたことを特徴とする薄膜太陽電池の製造装置。 - 【請求項２】 前記下部加熱治具が四角形のブロックの
上に円錐台が形成され、この円錐台の上面に前記凹部が
形成されていることを特徴とする請求項１記載の薄膜太
陽電池の製造装置。 - 【請求項３】 前記上部加熱治具が四角形のブロックで
作られ、この下面に前記下部加熱治具の円錐台を受け入
れる円錐台形の凹部が形成され、この凹部の側面に前記
円錐台の斜面と擦り合わせ気密封止する斜面を有するこ
とを特徴とする請求項１記載の薄膜太陽電池の製造装
置。 - 【請求項４】 前記上部加熱治具と下部加熱治具のそれ
ぞれを囲む遮熱板が設けられていることを特徴とする請
求項１または請求項２または請求項３記載の薄膜太陽電
池の製造装置。 - 【請求項５】 前記上部加熱治具と下部加熱治具とがカ
ーボンで作られていることを特徴とする請求項１または
請求項２または請求項３記載の薄膜太陽電池の製造装
置。 - 【請求項６】 前記上部加熱治具を外部からの操作で上
下動させる機構が、前記上部加熱治具の上に取付けられ
る支持具と、この支持具に取付けられる支持板と、この
支持板に取付けられるねじ軸と、このねじ軸に取付けら
れ、このねじ軸を支持する２本の支柱と２枚の支持板
と、溝を内側に有し前記ねじ軸のねじ部に螺合するプー
リと、このプーリと対をなして設置される他方のプーリ
と、この二つのプーリの間に張られるベルトと、前記他
方のプーリの中心軸を通りかつ前記ベースを気密に貫通
して外部に突き出る回転軸と、この回転軸を回転させる
ハンドルとを備えたことを特徴とする請求項１記載の薄
膜太陽電池の製造装置。 - 【請求項７】 前記支持具が、筒と、この中に挿入固定
された留め具と、この留め具に取付けられたばねと、こ
のばねに取付けられたスライダと、このスライダに固定
され前記上部加熱治具を固定する留め具とから構成され
ることを特徴とする請求項６記載の薄膜太陽電池の製造
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23986794A JP3147209B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 薄膜太陽電池の製造方法及びその製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23986794A JP3147209B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 薄膜太陽電池の製造方法及びその製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08107227A true JPH08107227A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3147209B2 JP3147209B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=17051069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23986794A Expired - Fee Related JP3147209B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 薄膜太陽電池の製造方法及びその製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147209B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5935324A (en) * | 1996-04-26 | 1999-08-10 | Yazaki Corporation | Apparatus and method for forming I-III-VI2 thin-film layers |
| CN100449791C (zh) * | 2006-05-26 | 2009-01-07 | 华东师范大学 | 化合物半导体层的制作方法及使用该半导体层的太阳能电池及其制作方法 |
| CN111276771A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-06-12 | 浙江杭可科技股份有限公司 | 一种高温加压带散热系统治具 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05275331A (ja) * | 1992-03-26 | 1993-10-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | カルコパイライト薄膜の製造方法及び太陽電池 |
-
1994
- 1994-10-04 JP JP23986794A patent/JP3147209B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05275331A (ja) * | 1992-03-26 | 1993-10-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | カルコパイライト薄膜の製造方法及び太陽電池 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5935324A (en) * | 1996-04-26 | 1999-08-10 | Yazaki Corporation | Apparatus and method for forming I-III-VI2 thin-film layers |
| DE19717565C2 (de) * | 1996-04-26 | 2001-02-22 | Yazaki Corp | Vorrichtung und Verfahren zur Bildung von I-III-VI¶2¶-Dünnfilmschichten |
| CN100449791C (zh) * | 2006-05-26 | 2009-01-07 | 华东师范大学 | 化合物半导体层的制作方法及使用该半导体层的太阳能电池及其制作方法 |
| CN111276771A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-06-12 | 浙江杭可科技股份有限公司 | 一种高温加压带散热系统治具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3147209B2 (ja) | 2001-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4599503B2 (ja) | 光起電力モジュールの大量製造装置および方法 | |
| US5772431A (en) | Thin-film solar cell manufacturing apparatus and manufacturing method | |
| JP4680182B2 (ja) | カルコパイライト型薄膜太陽電池用光吸収層の製造方法 | |
| JP4620105B2 (ja) | Ｃｉｓ系薄膜太陽電池の光吸収層の製造方法 | |
| US5940685A (en) | Fabrication of UV-sensitive back illuminated CCD image sensors | |
| MXPA06001723A (es) | Peliculas semiconductoras de aleacion cuaternaria o mas alta del grupo i-iii-iv. | |
| TWI479671B (zh) | 用於執行薄膜光伏材料的反應熱處理的方法和裝置 | |
| CN103460405A (zh) | 一种在卷对卷过程中制备薄膜型太阳能电池吸收层的组合式反应器 | |
| RU2573059C2 (ru) | Печь термообработки | |
| US5935324A (en) | Apparatus and method for forming I-III-VI2 thin-film layers | |
| JP3147209B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法及びその製造装置 | |
| CN1354287A (zh) | 开管式碲镉汞外延材料热处理方法 | |
| JP4549193B2 (ja) | カルコパイライト型薄膜太陽電池及びその製造方法 | |
| Mooney et al. | Formation of CuInSe2 thin films by rapid thermal recrystallization | |
| JP2928033B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| TWI910694B (zh) | 基板處理裝置 | |
| US4721539A (en) | Large single crystal quaternary alloys of IB-IIIA-SE2 and methods of synthesizing the same | |
| US4898834A (en) | Open-tube, benign-environment annealing method for compound semiconductors | |
| CN111809243B (zh) | 一种制备碲化镉或碲锌镉多晶料的方法 | |
| WO2013099894A1 (ja) | 基板処理装置及びそれを用いた基板処理方法 | |
| CN110835779B (zh) | 碲锌镉原料二次提纯工艺 | |
| JP6002207B2 (ja) | Ｃｉｇｓ系太陽電池用合金の作製方法 | |
| CN213286758U (zh) | 一种制备多晶料的装置 | |
| JPS59145519A (ja) | プラズマｃｖｄ装置 | |
| WO2013183790A1 (ja) | Ｃｉｇｓスパッタリングターゲットの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001121 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |