JPS5984585A - 薄膜太陽電池の連続製造装置 - Google Patents

薄膜太陽電池の連続製造装置

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JPS5984585A
JPS5984585A JP57194756A JP19475682A JPS5984585A JP S5984585 A JPS5984585 A JP S5984585A JP 57194756 A JP57194756 A JP 57194756A JP 19475682 A JP19475682 A JP 19475682A JP S5984585 A JPS5984585 A JP S5984585A
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JP
Japan
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substrate
film solar
thin film
film
thin
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Pending
Application number
JP57194756A
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English (en)
Inventor
Kazuo Sunahara
砂原 和雄
Hiroshi Yokomizo
横溝 博
Morio Uchida
内田 盛男
Masanobu Nakamura
正信 中村
Akira Misumi
三角 明
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/137Batch treatment of the devices
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は薄膜太陽1電池の多量生産に好適な薄膜太陽電
池の連続製造装置に関するものである。
〔従来技術〕
一般に簿膜太陽電池は、半導体薄膜を利用した光電変換
素子で構成され、例えば電卓、腕時計。
電子ゲーム等の電源として広く用いられている。
そして、この手心体膜としては通常非晶質シリコン(以
下a−81という)が使用され、代表的な素子構造は第
1図に要部断面図で示すような構成を有している。同図
において、1は基板、2は下部電極、3はp型a−8i
、4はi型a−8i、5はn!a−si、6は上部電極
である。なお、p型a−8i3とn型a−8i6との位
置は逆であっても良い。
このように構成される薄膜太陽電池は、通常基板1には
例えば透光性ガラス板等の透光性絶縁体基板が用いられ
、下部電極2には例えばスパッタリング、真空蒸着法等
によシ形成された酸化インジウム、酸化すず等の透明導
電Mが用いられる。
寸た、p型aSi3.i型a−814,n型a−8i5
は、通常シラン(siH4)と適量のアルゴン(Ar)
または水素(B2)とを含む減圧雰囲気中でプラズマC
VD法によシ形成され、p型asi3の形成時にはシボ
ラン(B2 H6)、n 型a−8i 6の形成時には
ホスフィン(PHa)がドーピングガスとして少量添加
される。さらに上部電極6には例えばスパッタリング、
真空蒸着法などによシ形成されたアルミニヴム、クロム
、ステンレス等の金属膜が用いられる。
また、このように構成される薄膜太陽電池を製作するに
は、例えばスパッタリング装置を用いて、基板1上に下
部電極2を形成した後、この基板1を大気中に取り出し
、プラズマCVD装置に搬入して下部電極2上にp 型
a−8i 3 r ’型a−8i4゜n型aSi5を順
次積層して形成する。次にこの基板1をスパッタリング
装置に搬入して上部電極6を形成して素子を発成する。
しかしながら、このような製造方法によると、下部電極
2とa −S i層との界面およびa−8i層と上部電
極6との界面が大気にさらされるために素子特性に悪影
響をおよぼすのみならず、スパッタリング装fifとプ
ラズマCVD装置との間の基板1の移し替え、両者の装
置の排気停に多大な時間を要し、量産性に問題があった
このような問題を改善したものとしては、第2図に要部
断面図で示すような薄膜太陽電池の連続製造装置が近年
発明者らによって提案されている。
すなわち、同図において、10は例えばステンレス板材
によって形成された真空容器、11は例えば長尺のステ
ンレス薄板または高分子樹脂フィルムがリール12にロ
ール巻きされかつ矢印入方向に巻き出される可撓性基板
(以下基板と称する)であシ、この基板11はステンレ
ス薄板の場合にはa  Si層形成面上に例えば高分子
樹脂膜などの電気的絶縁性を有する絶縁膜が予め被着形
成されている。13は基板11を収納配置するローディ
ング槽、14は基板11上に前記下部電極2を形成する
第1の成膜槽、15はその蒸発源、16は独立した排気
系を有する第1の中間槽、17は基板11の前記下部電
極2上に前記p型a−8i3゜i型a−8i4およびn
型a−8i5からなるa−8i層を形成する第2の成膜
槽、18はその成膜用電極、19は独立した排気系を有
する第2の中間槽、20は基板11の前記a−8i層上
前記上部電極6を形成する第3の成膜槽、21はその蒸
発源8.22は上部電極6が形成された基板11を巻取
シ用リール23で矢印A方向に巻き取って格納するアン
ローディング槽、24は各種13,14,16,17゜
19.20.22にそれぞれ独立して結合されて所犀の
真空度に減圧させる真空ポンプ、25は各種13゜14
.16,17,19,20.22の隈接する各隔壁の所
定位置に設けられて基板11を連続的に通過させるスリ
ットである。なお、第2の成膜槽17はp型a−8i用
、i型a−8i用、n型a−8i用のそれぞれ専用の成
膜槽として3槽に分割されている場合もある。その場合
、その各々の成膜槽間には1個以上の中間槽が配置され
る。
このように構成された薄膜太陽電池の連続製造装置にお
いては、長尺の基板11を、スリット25を通して第1
の成膜槽14.第1の中間槽16゜第2の成膜槽11.
第2の中間槽19および第3の成膜槽20内を矢印入方
向に所定のピッチで連続的に搬送させ、第1.第2.第
3の成膜槽14゜17.20内を所定の真空度に減圧し
て保持させ、さらに第1.第2の中間槽16.19内を
第1.第2、第3の成膜槽14.17,20よシも高い
真空度に減圧させて各成膜槽14,17,20で所だの
成膜を行なうことによって、基板11上に下部電極2゜
p型asi3.i型a−8i41n型a−8i5および
上部電極6の各薄膜パターンが順次積層配置されて薄膜
太陽電池素子が連続的に形成される。
このように可もa性基板11を用いる薄膜太陽電池にお
いては、基板11上に薄膜パターンを形成する際、特に
a −S i層を形成するときに基板11を約300℃
程度に加熱する必要があることから、基板11としては
耐熱性の良好な例えばポリイミド樹脂フィルムなどの高
分子樹脂フィルムまたはポリイミド4;i層脂を表面に
薄くコーティングした例えばステンレス薄板などの金属
薄板がよく用いられる。
しかしながら、通常のポリイミド樹脂表面は大気中での
変質、汚染6等によシネ活性となっているため、第1層
目の薄膜、すなわちステンレス、M笠からなる前記下部
型1vi、 2との密着性が悪く、膜が剥離しやすいと
いう問題があった。
とのよ・うな問題点を改善するためには基板11の表面
を酸素またはアルゴン等の不活性ガスイオンで逆スパツ
タして表面を活性化すると密着性が向上することが知ら
れているが、逝スパッタを行なう場合、通常は減圧酸素
または不活性ガス写囲気中で基板11に負の高電圧を印
加してグロー放電を起し、発生した陽イオンを基板11
に衝突させて行なう。
しかしながら、連続製造装置の場合には、逆スパツタを
行なうために基板11に負電圧を印加すると、成膜中の
基板11も同′fft、位となってしまい、所要の特性
を有する膜が得られなくなるので、通常の逆スパツタを
行なうことが不可能であった。
〔発明の目的〕
したがって本発明は前述した問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、下部電極の基板上
への密着性を向上させ、膜剥離のない高品質の薄膜太陽
電池が生産性良く得られる簿膜太陽電池の連続製造装置
を提供することにある。
〔発明の概要〕
このような目的を達成するために本発明は、第1層目の
薄膜パターンが形成される前の基板の表面に酸素または
不活性ガスのイオンを照射するイオン源を設けたもので
ある。
〔発明の実施例〕
次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。第
3図は本発明による薄膜太陽電池の連続製造装置の一例
を示す要部断面構成図であり、第2図と同記号は同一要
素となるのでその説明は省略する。同図において、基板
11のローディング槽13と第1の成膜槽14との間に
は、基板11の表面にイオンビームを照射させるイオン
源26を収納したイオン形成槽27と、イオン形成槽2
7および第1の成膜槽14よシも高い真空度に減圧させ
る第3の中間槽28とが連結して設けられている。なお
、これらの6槽27,2Bには該槽27゜28内を所定
の真空度に減圧させる真空ポンプ24および基板11を
通過させるスリット25がそれぞれ設けられておシ、基
板11はイオン源26のイオン放射口と対向して配置さ
れている。第4図は前述したイオン源26の要部拡大断
面図である。
同図において、29は電気絶縁性部材からなるイオン化
室、30はイオン化室29内に02またはArガスを注
入するバルブ、31はイオン化室29内に配設された陽
極、32は陽極31に対向配置された陰極、33は陰極
32と基板11との間に相互に配設された加速電極、3
4は陽極31と陰極32との間に所定の電圧を与える第
1の電源、35tよ陰極32と加速電極33との間に所
定の高電圧を与える第2の電源である。この場合、基板
11および加速電極3.3はアースに接地されている。
このようなIji′を成において、イオン化室29内に
バルブ30を介して注入式れた減圧ガスは、このイオン
化室29内の陽極31と陰極32との間でグロー放1k
Lを起してイオン化され、加速電極33によシ加速され
てイオンビームとして取シ出され、基板」1の表面に照
射されることになる。
このように(14成された薄膜太陽電池の連続製造装置
において、ローディング槽13から巻き出された基板1
1は、アース電位の状態でイオン形成槽27でイオン源
26からイオンビームが照射され、高分子樹脂膜表面が
活性化されて表面処理される。そして、引き続き第1の
成膜槽14内に搬送されてこの表面処理された篩分子樹
脂膜上に前述した下部電極2が成膜される。以後前述と
同様の工程を経て薄膜太陽電池が連続的に形成される。
乙のような構成によれば、基板11がアース電位の状態
で、他の成膜に影響を与えることなく、基板11の表面
を連続的に活性化することができる0 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、基板がアース電位
の状態で逆スパツタと同等の効果の基板表面処理が可能
となるので、下部電極の基板への密着性が大幅に向上で
き、膜剥離のない高品質の薄膜太陽電池が生産性良く得
られるという極めて優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図、は薄膜太陽電池の一例を示す要部断面構成図、
第2図は近年発明者らにより提案されている薄膜太陽電
池の連続製造装置の一例を示す要部断面構成図、第3図
は本発明による薄膜太陽電池の連続製造装はの一例を示
す要部断面4,7;成図、第4図は第3図のイオン汀を
示す要部拡大断面図である。 10・・・・真空容器、11・・・・q掃性基板(基板
)、12・・・・リール、13・・・・ローディング十
り、14・・・・第1の成月哀(傅、15・・・・蒸5
A源、16・・・・第1の中間槽、17・・・・第2の
成j換僧、18・・・・成膜用電極、19・・・・第2
の中間槽、20・・・・第3の成膜槽、21・・・・蒸
発源、22・・・・アンローディング(曹、23・・・
・巻取り用リール、24・・・・真空ポンプ、25・―
・・スリット、26・・・・イオン源、2T・・・・イ
ソン形成槽、28・・・・第3の中間イ・旭 29・・
・・イオン化−T、  30・・・・バールブ、31・
・・・陽極、  32 ・ ・ ・ ・ 陰イ・(、3
3・ ・ ・ ・ 1川;・l111尤極、34・・・
・第1の電源、35・・・・第2の電源。 代理人 弁理士薄田利幸 第1図 第2図 n 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 減圧された複数の成膜槽内に可撓性基板を通過させ、該
    基板上に複数種の薄膜を順次積層して薄膜太陽電池素子
    を形成する薄膜太陽電池の連続製造装置において、前記
    薄膜の第1層目が形成される前の基板表面にガスイオン
    を照射するイオン源を設けたことを特徴とする薄膜太陽
    電池の連続製造装置。
JP57194756A 1982-11-08 1982-11-08 薄膜太陽電池の連続製造装置 Pending JPS5984585A (ja)

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