JP2007227522A - Device and method for manufacturing photoelectric conversion device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell manufacturing device for controlling film quality in a film thickness direction with high productivity. <P>SOLUTION: In the solar cell manufacturing device, a semiconductor thin film forming a photoelectric conversion layer is continuously formed on a substrate by a plasma CVD method. The device is provided with a roller 27 conveying the glass substrate 2, and a plurality of discharge electrodes 29 which are arranged in a conveyance direction of the glass substrate 2 and generate plasma on a glass substrate-side during conveyance in a state where they are confronted with the glass substrate 2. A distance between the glass substrate 2 and the discharge electrode 29 is changed at every discharge electrode 29. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光電変換装置の製造装置および光電変換装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a photoelectric conversion device manufacturing apparatus and a photoelectric conversion device manufacturing method.

太陽電池（光電変換装置）の光電変換層を形成する半導体薄膜を製膜する装置として、プラズマによる化学蒸着法を用いたプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置が知られている。
このようなプラズマＣＶＤ装置としては、ｐ層，ｉ層およびｎ層ごとに設けられた複数の製膜室を備え、各製膜室にガラス基板を順次出し入れすることによりｐ層，ｉ層およびｎ層から成る光電変換層を製膜する技術が知られている。このようなＣＶＤ装置はいわゆるバッチ式と称されており、例えば１ｍ或いは２ｍを超えるガラス基板に製膜する場合には、各製膜室を基板の大きさに応じて大きくせざるを得ず、結果として装置全体が大きくなってしまうという問題がある。
これに対して、フィルム等の可撓性を有する巻取り可能な基板に対して連続的に製膜する技術が知られている（特許文献１参照）。これは、フィルムをロール状に巻いておき、順次繰り出しながら製膜を行い、製膜後にロール状に巻き取るというものである。このような方式は、ロール・ツー・ロール（Roll to Roll）方式と称されている。確かに、ロール・ツー・ロール方式は、大きな表面積を有する基板に対して適用可能であり、連続的に製膜できるので生産性は高い。 As a device for forming a semiconductor thin film that forms a photoelectric conversion layer of a solar cell (photoelectric conversion device), a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) device using a chemical vapor deposition method using plasma is known.
Such a plasma CVD apparatus includes a plurality of film forming chambers provided for each of the p-layer, i-layer, and n-layer, and the p-layer, i-layer, and n-layer are sequentially placed in and out of each film-forming chamber. A technique for forming a photoelectric conversion layer composed of layers is known. Such a CVD apparatus is called a so-called batch type. For example, when forming a film on a glass substrate exceeding 1 m or 2 m, each film forming chamber has to be enlarged according to the size of the substrate. As a result, there is a problem that the entire apparatus becomes large.
On the other hand, a technique for continuously forming a flexible substrate such as a film that can be wound is known (see Patent Document 1). In this method, a film is wound into a roll shape, a film is formed while being sequentially drawn out, and the film is wound into a roll shape after film formation. Such a system is referred to as a roll-to-roll system. Certainly, the roll-to-roll method is applicable to a substrate having a large surface area, and can be continuously formed, so that productivity is high.

特開平６−２５２４３２号公報JP-A-6-252432

しかし、特許文献１に記載されたロール・ツー・ロール方式は、フィルムのような可撓性を有する巻取り可能な基板に対して適用可能なものであり、ガラス基板のように剛性を有する基板に対してはそのまま採用できるものではない。   However, the roll-to-roll method described in Patent Document 1 is applicable to a flexible substrate such as a film that can be wound, and is a rigid substrate such as a glass substrate. Can not be adopted as it is.

また、プラズマＣＶＤによる製膜法は、放電電極と基板との距離（ギャップ長）によって膜質が大きく左右される。バッチ式では、基板を設置した後にギャップ長を設定すれば、製膜中に距離が変更することはない。しかし、連続製膜では、基板が移動するため、ギャップ長が刻々変化し、所望の膜質を得ることが困難となる。   Further, the film formation method by plasma CVD greatly depends on the film quality depending on the distance (gap length) between the discharge electrode and the substrate. In the batch method, if the gap length is set after the substrate is installed, the distance does not change during film formation. However, in continuous film formation, since the substrate moves, the gap length changes every moment, making it difficult to obtain a desired film quality.

一方、光電変換装置の発電層となるｉ層は、膜厚方向に膜質を制御することにより、高効率化が図れることが知られている。しかし、上述の従来技術では膜厚方向に膜質を制御する知見が一切示されておらず、ましてや大表面積の基板に対して高い生産性を持って膜厚方向に膜質を制御する技術も開示されていない。   On the other hand, it is known that the i layer serving as the power generation layer of the photoelectric conversion device can achieve high efficiency by controlling the film quality in the film thickness direction. However, the above-mentioned conventional technology does not show any knowledge of controlling the film quality in the film thickness direction, and even discloses a technique for controlling the film quality in the film thickness direction with high productivity for a substrate with a large surface area. Not.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、表面積の大きい基板に対しても高い生産性をもって膜厚方向に膜質を制御できる光電変換装置の製造装置および光電変換装置の製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made in view of such a situation, Comprising: Even if it is a board | substrate with a large surface area, the manufacturing apparatus of a photoelectric conversion apparatus which can control film quality in a film thickness direction with high productivity, and manufacture of a photoelectric conversion apparatus It aims to provide a method.

上記課題を解決するために、本発明の光電変換装置の製造装置および光電変換装置の製造方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる光電変換装置の製造装置は、プラズマＣＶＤ法によって光電変換層を成す半導体薄膜を基板上に連続的に形成する光電変換装置の製造装置において、
前記基板を搬送する搬送手段と、前記基板の搬送方向に複数配置され、前記基板に対向した状態で、搬送中の該基板側にプラズマを発生させる複数の放電電極と、を備え、各前記放電電極には、前記基板と前記放電電極との距離を変化させ得る距離変更手段が設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the photoelectric conversion device manufacturing apparatus and the photoelectric conversion device manufacturing method of the present invention employ the following means.
That is, the photoelectric conversion device manufacturing apparatus according to the present invention is a photoelectric conversion device manufacturing apparatus in which a semiconductor thin film forming a photoelectric conversion layer is continuously formed on a substrate by a plasma CVD method.
A plurality of discharge electrodes arranged in the transfer direction of the substrate and generating plasma on the side of the substrate being transferred in a state of being opposed to the substrate; The electrode is provided with distance changing means capable of changing a distance between the substrate and the discharge electrode.

基板は、搬送手段によって搬送される。基板は、搬送中に、複数の放電電極の近傍を通過する。通過する際に、基板と放電電極との間にプラズマが形成され、基板上に光電変換層を成す半導体薄膜が化学蒸着（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）される。放電電極は基板の搬送方向に複数設けられているので、上流側の放電電極によって形成された半導体薄膜の上に、下流側の放電電極によって半導体薄膜が連続的に形成される。ｉ層のように半導体薄膜の膜厚が他のｐ層やｎ層に比べて大きい場合には、複数の放電電極によってｉ層を形成することができる。このようにして、光電変換層は連続的に基板上に形成され、大きな表面積を有する光電変換装置を製造することができる。
距離変更手段によって基板と放電電極との距離を変化させることができるので、この距離を一定に制御することができ、安定した膜質の半導体薄膜を形成することができる。
また、各放電電極に距離変更手段を設けられているので、放電電極ごとに基板との距離を異ならせることができ、これにより、半導体薄膜の膜質を膜厚方向に制御することができる。例えば、微結晶シリコン薄膜を製造する場合、基板と放電電極との距離を近付けることにより、アモルファスシリコンに対する微結晶シリコンのラマン比が大きくなり、この距離を遠ざけることにより当該ラマン比が小さくなる。ここで、アモルファスシリコンに対する微結晶シリコンのラマン比とは、アモルファスシリコン中の微結晶シリコンの結晶性を意味し、光電変換層のラマン分光測定を行った場合に、アモルファスシリコンを示すラマンシフト（ｃｍ−１）におけるラマン強度のピーク値に対する、微結晶シリコンを示すラマンシフト（ｃｍ−１）におけるラマン強度のピーク値の比である。光電変換装置の場合、励起光波長５３２ｎｍのレーザを用い、製膜後の膜面から光電変換層のラマン分光測定を行った場合のラマン比は３〜１０、好ましくは４〜８が好適であり、この範囲のラマン比を達成するように、基板と放電電極との距離を調整することが好ましい。
基板としては、典型的には、ガラス基板が挙げられる。
搬送手段としては、例えば、基板を下方から支持する複数のローラが挙げられる。これらローラは、放電電極に対して基板を介して対向配置される。
また、基板と放電電極との距離を変更することに加えて、放電電極毎に、給電する電力を異ならせても良く、あるいは、プラズマを形成する材料ガスの種類やプラズマ領域における真空度を異ならせても良い。
距離変更手段としては、例えば、基板に対して進退するように放電電極を駆動するアクチュエータや、搬送手段としてのローラを放電電極に対して進退させるアクチュエータが挙げられる。 The substrate is transported by the transport means. The substrate passes in the vicinity of the plurality of discharge electrodes during conveyance. When passing, plasma is formed between the substrate and the discharge electrode, and a semiconductor thin film forming a photoelectric conversion layer is chemically vapor deposited (CVD) on the substrate. Since a plurality of discharge electrodes are provided in the substrate transport direction, the semiconductor thin film is continuously formed by the downstream discharge electrode on the semiconductor thin film formed by the upstream discharge electrode. When the film thickness of the semiconductor thin film is larger than that of other p layers and n layers as in the i layer, the i layer can be formed by a plurality of discharge electrodes. Thus, the photoelectric conversion layer is continuously formed on the substrate, and a photoelectric conversion device having a large surface area can be manufactured.
Since the distance between the substrate and the discharge electrode can be changed by the distance changing means, this distance can be controlled to be constant, and a semiconductor thin film having a stable film quality can be formed.
Further, since the distance changing means is provided for each discharge electrode, the distance from the substrate can be made different for each discharge electrode, and the film quality of the semiconductor thin film can be controlled in the film thickness direction. For example, when a microcrystalline silicon thin film is manufactured, the Raman ratio of microcrystalline silicon to amorphous silicon is increased by reducing the distance between the substrate and the discharge electrode, and the Raman ratio is decreased by increasing the distance. Here, the Raman ratio of microcrystalline silicon to amorphous silicon means the crystallinity of microcrystalline silicon in amorphous silicon, and Raman shift (cm) indicating amorphous silicon when Raman spectroscopic measurement of a photoelectric conversion layer is performed. -1 ) is the ratio of the Raman intensity peak value in the Raman shift (cm -1 ) indicating microcrystalline silicon to the Raman intensity peak value in -1 ). In the case of a photoelectric conversion device, the Raman ratio in the case of performing Raman spectroscopic measurement of the photoelectric conversion layer from the film surface after film formation using a laser having an excitation light wavelength of 532 nm is 3 to 10, preferably 4 to 8. The distance between the substrate and the discharge electrode is preferably adjusted so as to achieve a Raman ratio in this range.
A typical example of the substrate is a glass substrate.
Examples of the transport unit include a plurality of rollers that support the substrate from below. These rollers are arranged to face the discharge electrode through the substrate.
In addition to changing the distance between the substrate and the discharge electrode, the power to be supplied may be different for each discharge electrode, or the type of material gas forming the plasma and the degree of vacuum in the plasma region may be different. May be allowed.
Examples of the distance changing means include an actuator that drives the discharge electrode so as to advance and retreat with respect to the substrate, and an actuator that advances and retracts a roller as a conveying means relative to the discharge electrode.

さらに、本発明の光電変換装置の製造装置は、前記基板と前記放電電極との距離を計測する距離計測手段を備え、該距離計測手段の計測結果に基づいて、前記距離変更手段を制御することを特徴とする。   The photoelectric conversion device manufacturing apparatus of the present invention further includes a distance measuring unit that measures a distance between the substrate and the discharge electrode, and controls the distance changing unit based on a measurement result of the distance measuring unit. It is characterized by.

搬送中の基板に対して製膜を行うので、基板と放電電極との間の距離が変化するおそれがある。そこで、距離計測手段によって、距離を計測することにより、基板と放電電極との距離を正確にコントロールすることとした。これにより、所望の性能を備えた光電変換装置を製造することができる。
距離計測手段としては、例えば、レーザを用いた距離計測計を用いることができる。 Since film formation is performed on the substrate being transported, the distance between the substrate and the discharge electrode may change. Therefore, the distance between the substrate and the discharge electrode is accurately controlled by measuring the distance by the distance measuring means. Thereby, the photoelectric conversion apparatus provided with desired performance can be manufactured.
As the distance measuring means, for example, a distance meter using a laser can be used.

さらに、本発明の光電変換装置の製造装置は、一の前記放電電極によって形成されるプラズマに供給される材料ガス及び／又は該プラズマから排出される排出ガスが、他の前記放電電極によって形成されるプラズマに混入することを防止するガス混入防止手段を備えていることを特徴とする。   Furthermore, the photoelectric conversion device manufacturing apparatus of the present invention is configured such that the material gas supplied to the plasma formed by the one discharge electrode and / or the exhaust gas discharged from the plasma is formed by the other discharge electrode. It is characterized in that it is provided with a gas mixture preventing means for preventing it from entering the plasma.

ガス混入防止手段によって、各放電電極に供給される材料ガスを異ならせることができ、各放電電極によって形成されるプラズマを独立して制御することができるので、所望の性能を備えた光電変換装置を形成することができる。
材料ガスとしては、例えばシラン系ガスや水素ガスが用いられる。
ガス混入防止手段としては、放電電極間に窒素等の不活性ガスを供給するガスシールや、次の態様の発明が挙げられる。 The material gas supplied to each discharge electrode can be made different by the gas mixing prevention means, and the plasma formed by each discharge electrode can be controlled independently, so that the photoelectric conversion device having desired performance Can be formed.
As the material gas, for example, silane-based gas or hydrogen gas is used.
Examples of the gas mixing preventing means include a gas seal that supplies an inert gas such as nitrogen between the discharge electrodes, and an invention of the following aspect.

さらに、本発明の光電変換装置の製造装置では、前記ガス混入防止手段は、前記放電電極の基板側先端に設けられた、プラズマへ向けて材料ガスを供給する材料ガス供給口と、プラズマ領域から排出される排出ガスを吸入するガス吸入口と、を備えていることを特徴とする。   Furthermore, in the apparatus for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention, the gas mixing prevention means includes a material gas supply port for supplying a material gas toward the plasma, provided at the tip of the discharge electrode on the substrate side, and a plasma region. And a gas suction port for sucking exhaust gas to be discharged.

材料ガス供給口から供給された材料ガスによってプラズマが形成され、プラズマから排出された材料ガスを含むガスは、プラズマ吸入口から吸入される。このように、プラズマから排出された材料ガスを含むガスがガス吸入口から吸入されるので、他の放電電極へ材料ガスや排出ガスが流れ込むことがない。   Plasma is formed by the material gas supplied from the material gas supply port, and the gas containing the material gas discharged from the plasma is sucked from the plasma suction port. In this way, since the gas containing the material gas discharged from the plasma is sucked from the gas suction port, the material gas and the exhaust gas do not flow into the other discharge electrodes.

また、本発明の光電変換装置の製造方法は、プラズマＣＶＤ法によって光電変換層を成す半導体薄膜を基板上に連続的に形成する光電変換装置の製造方法において、前記基板を搬送し、前記基板に対向した状態で前記基板の搬送方向に複数配置された複数の放電電極によって、搬送中の該基板側にプラズマを発生させ、前記基板と前記放電電極との距離を、前記放電電極ごとに変化させることを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the photoelectric conversion device of the present invention is a method of manufacturing a photoelectric conversion device in which a semiconductor thin film forming a photoelectric conversion layer is continuously formed on a substrate by a plasma CVD method. Plasma is generated on the side of the substrate being transported by a plurality of discharge electrodes arranged in the transport direction of the substrate in an opposed state, and the distance between the substrate and the discharge electrode is changed for each discharge electrode. It is characterized by that.

基板は、搬送中に、複数の放電電極の近傍を通過する。通過する際に、基板と放電電極との間にプラズマが形成され、基板上に光電変換層を成す半導体薄膜が化学蒸着（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）される。放電電極は基板の搬送方向に複数設けられているので、上流側の放電電極によって形成された半導体薄膜の上に、下流側の放電電極によって半導体薄膜が連続的に形成される。ｉ層のように半導体薄膜の膜厚が他のｐ層やｎ層に比べて大きい場合には、複数の放電電極によってｉ層を形成することができる。このようにして、光電変換層は連続的に基板上に形成され、大きな表面積を有する光電変換装置を製造することができる。
基板と放電電極との距離を変化させることにより、この距離が所定値となるように一定に制御することができ、安定した膜質の半導体薄膜を形成することができる。
また、基板と放電電極との距離を放電電極ごとに変化させることにより、放電電極ごとに異なる距離を設定して、半導体薄膜の膜質を膜厚方向に制御することができる。例えば、微結晶シリコン薄膜を製造する場合、基板と放電電極との距離を近付けることにより、アモルファスシリコンに対する微結晶シリコンのラマン比が大きくなり、この距離を遠ざけることにより当該ラマン比が小さくなる。ここで、アモルファスシリコンに対する微結晶シリコンのラマン比とは、アモルファスシリコン中の微結晶シリコンの結晶性を意味し、光電変換層のラマン分光測定を行った場合に、アモルファスシリコンを示すラマンシフト（ｃｍ−１）におけるラマン強度のピーク値に対する、微結晶シリコンを示すラマンシフト（ｃｍ−１）におけるラマン強度のピーク値の比である。光電変換装置の場合、ラマン比は２〜４が好適であり、この範囲のラマン比を達成するように、基板と放電電極との距離を調整することが好ましい。
また、基板と放電電極との距離を変更することに加えて、放電電極毎に、給電する電力を異ならせても良く、あるいは、プラズマを形成する材料ガスの種類やプラズマ領域における真空度を異ならせても良い。
基板としては、典型的には、ガラス基板が挙げられる。 The substrate passes in the vicinity of the plurality of discharge electrodes during conveyance. When passing, plasma is formed between the substrate and the discharge electrode, and a semiconductor thin film forming a photoelectric conversion layer is chemically vapor deposited (CVD) on the substrate. Since a plurality of discharge electrodes are provided in the substrate transport direction, the semiconductor thin film is continuously formed by the downstream discharge electrode on the semiconductor thin film formed by the upstream discharge electrode. When the film thickness of the semiconductor thin film is larger than that of other p layers and n layers as in the i layer, the i layer can be formed by a plurality of discharge electrodes. Thus, the photoelectric conversion layer is continuously formed on the substrate, and a photoelectric conversion device having a large surface area can be manufactured.
By changing the distance between the substrate and the discharge electrode, the distance can be controlled to be a predetermined value, and a semiconductor thin film having a stable film quality can be formed.
Further, by changing the distance between the substrate and the discharge electrode for each discharge electrode, a different distance can be set for each discharge electrode, and the film quality of the semiconductor thin film can be controlled in the film thickness direction. For example, when a microcrystalline silicon thin film is manufactured, the Raman ratio of microcrystalline silicon to amorphous silicon is increased by reducing the distance between the substrate and the discharge electrode, and the Raman ratio is decreased by increasing the distance. Here, the Raman ratio of microcrystalline silicon to amorphous silicon means the crystallinity of microcrystalline silicon in amorphous silicon, and Raman shift (cm) indicating amorphous silicon when Raman spectroscopic measurement of a photoelectric conversion layer is performed. -1 ) is the ratio of the Raman intensity peak value in the Raman shift (cm -1 ) indicating microcrystalline silicon to the Raman intensity peak value in -1 ). In the case of a photoelectric conversion device, the Raman ratio is preferably 2 to 4, and the distance between the substrate and the discharge electrode is preferably adjusted so as to achieve a Raman ratio in this range.
In addition to changing the distance between the substrate and the discharge electrode, the power to be supplied may be different for each discharge electrode, or the type of material gas forming the plasma and the degree of vacuum in the plasma region may be different. May be allowed.
A typical example of the substrate is a glass substrate.

複数の放電電極を設けて連続製膜するとともに、各放電電極と基板との距離を変化させることとしたので、表面積の大きい基板に対しても高い生産性をもって膜厚方向に膜質を制御することができる。   Since a plurality of discharge electrodes are provided for continuous film formation and the distance between each discharge electrode and the substrate is changed, the film quality can be controlled in the film thickness direction with high productivity even for a substrate having a large surface area. Can do.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図５には、本実施形態にかかる太陽電池製造装置（光電変換装置の製造装置）によって製造される太陽電池（光電変換装置）１が示されている。
太陽電池１は、図において下方から、ガラス基板２、透明電極３、ｐ層４、ｉ層５、ｎ層６及び裏面電極７が順に積層された構造とされている。
透明電極３は、例えば、約５００〜１０００ｎｍの厚さを有するＳｎＯ２とされている。
ｐ層４は、例えば、約２０〜５０ｎｍの厚さを有するｐ型半導体とされている。
ｉ層５は、例えば、約１．２〜１．６μｍの厚さを有する微結晶シリコンとされている。
ｎ層６は、例えば、約２０〜５０ｎｍの厚さを有するｎ型半導体とされている。
これらｐ層４、ｉ層５及びｎ層６がｐｉｎ接合を形成し、光電変換層として機能する。
裏面電極７は、例えば、約２００〜５００ｎｍの厚さを有するＡｇ（銀）またはＡｌ（アルミニウム）とされている。裏面電極７としてＡｇを用いる場合には、変質防止のために表面に約１０〜３０ｎｍの厚さを有するＴｉ（チタン）を積層することが望ましい。また、ｎ層６と裏面電極７との間に約５０〜１５０ｎｍの厚さを有する第２の透明電極（ＧＺＯ）を設け、裏面電極７側からの光反射を増加させるようにしても良い。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 5 shows a solar cell (photoelectric conversion device) 1 manufactured by the solar cell manufacturing device (photoelectric conversion device manufacturing device) according to this embodiment.
The solar cell 1 has a structure in which a glass substrate 2, a transparent electrode 3, a p layer 4, an i layer 5, an n layer 6, and a back electrode 7 are sequentially laminated from below in the drawing.
The transparent electrode 3 is, for example, SnO 2 having a thickness of about 500 to 1000 nm.
The p layer 4 is a p-type semiconductor having a thickness of about 20 to 50 nm, for example.
The i layer 5 is, for example, microcrystalline silicon having a thickness of about 1.2 to 1.6 μm.
The n layer 6 is an n-type semiconductor having a thickness of about 20 to 50 nm, for example.
These p layer 4, i layer 5 and n layer 6 form a pin junction and function as a photoelectric conversion layer.
The back electrode 7 is made of, for example, Ag (silver) or Al (aluminum) having a thickness of about 200 to 500 nm. When using Ag as the back electrode 7, it is desirable to laminate Ti (titanium) having a thickness of about 10 to 30 nm on the surface in order to prevent alteration. Further, a second transparent electrode (GZO) having a thickness of about 50 to 150 nm may be provided between the n layer 6 and the back electrode 7 to increase light reflection from the back electrode 7 side.

上記構成の太陽電池１に対して、ガラス基板２側から太陽光８が入射すると、ｉ層５において電子と正孔の対が生成される。これら電子および正孔が、ｐ層４とｎ層６との間の電界によって、透明電極３や裏面電極７に引き寄せられる。そして、透明電極３と裏面電極７との間を所定の配線で接続することによって、電流が取り出される。   When sunlight 8 enters the solar cell 1 having the above configuration from the glass substrate 2 side, a pair of electrons and holes is generated in the i layer 5. These electrons and holes are attracted to the transparent electrode 3 and the back electrode 7 by the electric field between the p layer 4 and the n layer 6. A current is taken out by connecting the transparent electrode 3 and the back electrode 7 with a predetermined wiring.

なお、太陽電池１としては、上述のようなｐｉｎ構造に限らず、ｎｉｐ構造でもよい。また、微結晶シリコンに代えて、アモルファスシリコンや微結晶シリコンゲルマニウムを用いてもよい。
また、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の微結晶シリコン層と、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造のアモルファスシリコン層とを積層して２層構造としたいわゆるタンデム型としてもよい。さらに、微結晶シリコン層とアモルファスシリコン層との間に、適正な電流バランスを得るためにＧＺＯ等の中間層を設けても良い。
また、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造のアモルファスシリコン層、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の微結晶シリコン層、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の別の微結晶シリコン層を積層して３層構造としたいわゆるトリプル型としてもよい。さらに、各シリコン層間に、適正な電流バランスを得るためにＧＺＯ等の中間層を設けても良い。 The solar cell 1 is not limited to the pin structure as described above, and may have a nip structure. Further, amorphous silicon or microcrystalline silicon germanium may be used instead of microcrystalline silicon.
Alternatively, a so-called tandem structure in which a microcrystalline silicon layer having a pin structure or a nip structure and an amorphous silicon layer having a pin structure or a nip structure are stacked may be used. Further, an intermediate layer such as GZO may be provided between the microcrystalline silicon layer and the amorphous silicon layer in order to obtain an appropriate current balance.
Alternatively, a so-called triple structure may be formed by stacking an amorphous silicon layer having a pin structure or nip structure, a microcrystalline silicon layer having a pin structure or nip structure, or another microcrystalline silicon layer having a pin structure or nip structure to form a three-layer structure. . Further, an intermediate layer such as GZO may be provided between the silicon layers in order to obtain an appropriate current balance.

図１には、本実施形態にかかる太陽電池製造装置の要部である製膜室２０の内部が示されている。この製膜室２０内で、ｐ層４、ｉ層５、ｎ層６が製膜される。透明電極３は、製膜室２０の上流側に設けられた熱ＣＶＤ装置によって形成される。裏面電極７は、製膜室２０の下流側に設けられたマグネトロンスパッタ装置（図示せず）によって形成される。   FIG. 1 shows the inside of a film forming chamber 20 that is a main part of the solar cell manufacturing apparatus according to the present embodiment. In the film forming chamber 20, the p layer 4, the i layer 5, and the n layer 6 are formed. The transparent electrode 3 is formed by a thermal CVD apparatus provided on the upstream side of the film forming chamber 20. The back electrode 7 is formed by a magnetron sputtering apparatus (not shown) provided on the downstream side of the film forming chamber 20.

製膜室２０は、図示しないチャンバー内に形成されている。このチャンバーには、図示しない真空ポンプが接続されており、製膜室２０内を真空排気できるようになっている。
製膜室２０内には、ガラス基板２を搬送方向２５へ移動させる複数のローラ（搬送手段）２７と、複数の放電電極２９とが設けられている。 The film forming chamber 20 is formed in a chamber (not shown). A vacuum pump (not shown) is connected to the chamber so that the film forming chamber 20 can be evacuated.
In the film forming chamber 20, a plurality of rollers (conveying means) 27 for moving the glass substrate 2 in the conveying direction 25 and a plurality of discharge electrodes 29 are provided.

ガラス基板２の下方には、ヒータ２３が設けられている。ヒータ２３は、板状体とされ、ガラス基板２の全面に接して全体を均一に加熱することができるようになっている。ガラス基板２は、ヒータ２３によって、約１８０〜２２０℃程度に加熱される。
各ローラ２７は、これらガラス基板２及びヒータ２３を下方から支持するように配置されている。したがって、各ローラ２７は、ガラス基板２及びヒータ２３を介して、放電電極２９に対して対向配置されている。これらローラ２７によって、ガラス基板２が製膜室２０内を所定速度で搬送される。なお、ローラ２７およびヒータ２３は、接地されている。 A heater 23 is provided below the glass substrate 2. The heater 23 is a plate-like body and is in contact with the entire surface of the glass substrate 2 so that the whole can be uniformly heated. The glass substrate 2 is heated to about 180 to 220 ° C. by the heater 23.
Each roller 27 is arranged to support the glass substrate 2 and the heater 23 from below. Accordingly, each roller 27 is disposed to face the discharge electrode 29 via the glass substrate 2 and the heater 23. By these rollers 27, the glass substrate 2 is conveyed in the film forming chamber 20 at a predetermined speed. The roller 27 and the heater 23 are grounded.

放電電極２９は、図示しない手段によって、製膜室２０を形成するチャンバー側に固定されている。但し、後述するように、放電電極２９とガラス基板２との距離を変更できるように、ガラス基板２に対して進退できるようになっている。
放電電極２９は、略直方体とされており、その長手方向がガラス基板２の搬送方向２５に直交するように設けられている。この放電電極２９は、複数設けられており、図１に示した本実施形態では、ガラス基板２の搬送方向２５に並列的に５つ設けられており、ガラス基板２の搬送方向２５に直交する方向（ガラス基板２の幅方向）に直列に２つ設けられている。なお、放電電極２９を設ける本数については適宜変更可能であり、処理するガラス基板２の大きさや、製膜する薄膜の種類および膜厚によって適宜変更される。例えば、本実施形態では、放電電極２９を搬送方向２５に５つ設けてあるが、２以上４以下であってもよく、６以上であってもよい。また、本実施形態では、放電電極２９を幅方向に２つ設けているが、長い放電電極を１つ設けても良く、また、放電電極を３つ以上設けても良い。また、隣り合う放電電極２９間の設置距離（電極間隔）についても、製造条件によって変更することができるようにしても良い。 The discharge electrode 29 is fixed to the chamber side forming the film forming chamber 20 by means not shown. However, as will be described later, the glass substrate 2 can be moved back and forth so that the distance between the discharge electrode 29 and the glass substrate 2 can be changed.
The discharge electrode 29 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and is provided such that its longitudinal direction is orthogonal to the transport direction 25 of the glass substrate 2. A plurality of the discharge electrodes 29 are provided. In the present embodiment shown in FIG. 1, five discharge electrodes 29 are provided in parallel in the transport direction 25 of the glass substrate 2, and are orthogonal to the transport direction 25 of the glass substrate 2. Two are provided in series in the direction (the width direction of the glass substrate 2). Note that the number of the discharge electrodes 29 can be appropriately changed, and is appropriately changed depending on the size of the glass substrate 2 to be processed, the type of thin film to be formed, and the film thickness. For example, in the present embodiment, five discharge electrodes 29 are provided in the transport direction 25, but may be 2 or more and 4 or less, or 6 or more. In this embodiment, two discharge electrodes 29 are provided in the width direction, but one long discharge electrode may be provided, or three or more discharge electrodes may be provided. Further, the installation distance (electrode interval) between the adjacent discharge electrodes 29 may be changed depending on the manufacturing conditions.

ガラス基板２と放電電極２９との距離は、ガラス基板２の搬送方向２５にしたがって、順次小さくなるように設定されている。これは、順次ラマン比が増大するように膜質を膜厚方向に制御できるからである。例えば、上流側から下流側に向かって、５ｍｍ，４．５ｍｍ，４ｍｍ，３．５ｍｍ，３ｍｍといったように設定される。   The distance between the glass substrate 2 and the discharge electrode 29 is set so as to decrease sequentially in accordance with the conveyance direction 25 of the glass substrate 2. This is because the film quality can be controlled in the film thickness direction so that the Raman ratio increases sequentially. For example, 5 mm, 4.5 mm, 4 mm, 3.5 mm, and 3 mm are set from the upstream side toward the downstream side.

放電電極２９には、材料ガス供給口２６から材料ガスが供給されるようになっている。供給された材料ガスは、放電電極２９内の流路を通り、放電電極２９の先端から放出される。この材料ガスによって、放電電極２９の先端とガラス基板２との間でプラズマが形成される。
また、放電電極２９とガラス基板２との間に形成されたプラズマ領域から排出される排出ガスを、放電電極２９内に形成された流路を介して、排出ガス排出口２８から排出するようになっている。
材料ガスとしては、シランガス（ＳｉＨ４）及び水素（Ｈ２）が用いられる。
なお、図示は省略されているが、放電電極２９には、プラズマ起動電源が接続されており、例えば、ＶＨＦ（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）レベルの高周波電源が接続されている。 A material gas is supplied to the discharge electrode 29 from a material gas supply port 26. The supplied material gas passes through the flow path in the discharge electrode 29 and is discharged from the tip of the discharge electrode 29. By this material gas, plasma is formed between the tip of the discharge electrode 29 and the glass substrate 2.
Further, the exhaust gas discharged from the plasma region formed between the discharge electrode 29 and the glass substrate 2 is discharged from the exhaust gas discharge port 28 through the flow path formed in the discharge electrode 29. It has become.
Silane gas (SiH 4 ) and hydrogen (H 2 ) are used as the material gas.
Although not shown, the discharge electrode 29 is connected to a plasma starting power source, for example, a VHF (30 MHz to 300 MHz) level high frequency power source.

本実施形態では、放電電極２９の先端（下端）と、ガラス基板２上面との距離（以下「ギャップ長」という。）が変更できるようになっている。図２には、ギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を変更する構成が示されている。なお、図２は、参考のため、放電電極２９を３本のみ示している。
同図に示されているように、各放電電極２９には、サーボモータ駆動のボールネジ等のアクチュエータ３０が接続されており、このアクチュエータ３０の駆動によって放電電極２９がガラス基板２に向けて進退されるようになっている。各アクチュエータ３０は、制御部３２に対して接続されており、この制御部３２の制御信号によって駆動されるようになっている。 In the present embodiment, the distance (hereinafter referred to as “gap length”) between the tip (lower end) of the discharge electrode 29 and the upper surface of the glass substrate 2 can be changed. FIG. 2 shows a configuration for changing the gap lengths L1, L2, and L3. FIG. 2 shows only three discharge electrodes 29 for reference.
As shown in the figure, each discharge electrode 29 is connected to an actuator 30 such as a ball screw driven by a servo motor, and the discharge electrode 29 is advanced and retracted toward the glass substrate 2 by driving the actuator 30. It has become so. Each actuator 30 is connected to a control unit 32 and is driven by a control signal from the control unit 32.

また、各放電電極２９の先端には、レーザ距離計（距離計測手段）３４が設けられている。このレーザ距離計３４によって、各放電電極２９におけるギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が計測される。レーザ距離計３４の出力は、制御部３２に伝送される。
制御部３２では、レーザ距離計３４の出力を得て、所望のギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３となるように、各アクチュエータ３０を制御する。 Further, a laser distance meter (distance measuring means) 34 is provided at the tip of each discharge electrode 29. With this laser distance meter 34, the gap lengths L1, L2, and L3 in each discharge electrode 29 are measured. The output of the laser distance meter 34 is transmitted to the control unit 32.
The control unit 32 obtains the output of the laser distance meter 34 and controls each actuator 30 so as to obtain the desired gap lengths L1, L2, and L3.

ギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、ガラス基板２上に製膜される微結晶シリコンの膜質を決定する。つまり、ギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３によって、微結晶シリコンのラマン比が決定される。ここで、ラマン比とは、アモルファスシリコン中の微結晶シリコンの結晶性を意味し、光電変換層のラマン分光測定を行った場合に、アモルファスシリコンを示すラマンシフト（ｃｍ−１）におけるラマン強度のピーク値に対する、微結晶シリコンを示すラマンシフト（ｃｍ−１）におけるラマン強度のピーク値の比である。ラマン比としては、励起光波長５３２ｎｍのレーザを用い、製膜後の膜面から光電変換層のラマン分光測定を行った場合、３〜１０、好ましくは４〜８が好適である。
具体的には、プロセス条件（パワー密度、周波数、圧力、材料ガス希釈比等）を調整し、ギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を近付けることによって、ラマン比を大きくし、遠ざけることによってラマン比を小さくすることができる。
例えば、ｄを２〜１０ｍｍとした場合、
ｄ−１（ｍｍ）のとき、ラマン比は６、
ｄ （ｍｍ）のとき、ラマン比は５、
ｄ＋１（ｍｍ）のとき、ラマン比は４、
といった関係が得られる。ただし、ｄ（ｍｍ）が小さくなるほど、ギャップ長変化に対するラマン比変化の感度が大きくなる。
このようなラマン比とギャップ長との傾向を予め把握しておき、ガラス基板２上に形成される膜質を制御することができる。一般に、ｉ層は、ガラス基板２側から表面側にかけて、順次ラマン比が増大することが性能上好ましいとされている。本実施形態によれば、各放電電極２９におけるギャップ長を変化させることにより、膜厚方向にラマン比が増大するｉ層を形成することができる。例えば、ガラス基板２側から表面側にかけて、ラマン比が２から４まで漸次増大するようにギャップ長を変化させることが好ましい。
また、製膜初期では、膜が結晶化しにくいので、上流側の放電電極２９のギャップ長Ｌ１を小さくして、結晶化を促進することが好ましい。 The gap lengths L1, L2, and L3 determine the film quality of microcrystalline silicon formed on the glass substrate 2. That is, the Raman ratio of microcrystalline silicon is determined by the gap lengths L1, L2, and L3. Here, the Raman ratio means the crystallinity of the microcrystalline silicon in the amorphous silicon, and the Raman intensity in the Raman shift (cm −1 ) indicating the amorphous silicon when the photoelectric conversion layer is subjected to the Raman spectroscopic measurement. It is the ratio of the peak value of Raman intensity at the Raman shift (cm −1 ) indicating microcrystalline silicon to the peak value. The Raman ratio is preferably 3 to 10, and preferably 4 to 8, when Raman spectroscopy measurement is performed on the photoelectric conversion layer from the film surface after film formation using a laser having an excitation light wavelength of 532 nm.
Specifically, the process conditions (power density, frequency, pressure, material gas dilution ratio, etc.) are adjusted, and the Raman ratio is increased by moving the gap lengths L1, L2, and L3 closer, and the Raman ratio is decreased by moving away. can do.
For example, when d is 2 to 10 mm,
When d-1 (mm), the Raman ratio is 6,
When d (mm), the Raman ratio is 5,
When d + 1 (mm), the Raman ratio is 4,
The relationship is obtained. However, as d (mm) becomes smaller, the sensitivity of the change in Raman ratio with respect to the change in gap length becomes greater.
Such a tendency of the Raman ratio and the gap length can be grasped in advance, and the film quality formed on the glass substrate 2 can be controlled. In general, it is considered preferable in terms of performance that the i layer sequentially increases in Raman ratio from the glass substrate 2 side to the surface side. According to the present embodiment, by changing the gap length in each discharge electrode 29, an i layer whose Raman ratio increases in the film thickness direction can be formed. For example, it is preferable to change the gap length so that the Raman ratio gradually increases from 2 to 4 from the glass substrate 2 side to the surface side.
In addition, since the film is difficult to crystallize at the initial stage of film formation, it is preferable to promote the crystallization by reducing the gap length L1 of the discharge electrode 29 on the upstream side.

図３及び図４には、放電電極２９から供給された材料ガス等が、他の放電電極によって形成されたプラズマ領域に混入することを防止するガス混入防止手段が示されている。
図３は、放電電極２９の先端の部分断面図である。
図４は、放電電極２９の先端を下方から見た底面図である。
放電電極２９の先端には、複数のスリットが形成されており、材料ガス用スリット３６ａ及び排出ガス用スリット３６ｂが交互に設けられている。材料ガス用スリット３６ａおよび排出ガス用スリット３６ｂは、それぞれ、図１に示した、材料ガス供給口２６および排出ガス排出口２８に接続されている。
材料ガス用スリット３６ａの下端が材料ガス供給口とされており、ガラス基板２へ向けて材料ガスが供給される。
排出ガス用スリット３６ｂの下端が、プラズマ領域から排出される排出ガスを吸入するガス吸入口とされている。吸入される排出ガスは、反応後のガスに加えて、未反応の材料ガスも含まれる。
このように、材料ガスは、材料ガス用スリット３６ａから供給され、プラズマを形成した後、反応後のガスおよび未反応の材料ガスが排出ガス用スリット３６ｂから吸入されるようになっている。したがって、プラズマ領域に供給された材料ガスおよびプラズマ領域から排出された排出ガスが他の放電電極２９側へと流出することがない。 FIG. 3 and FIG. 4 show gas mixing preventing means for preventing the material gas supplied from the discharge electrode 29 from mixing into the plasma region formed by the other discharge electrodes.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the tip of the discharge electrode 29.
FIG. 4 is a bottom view of the tip of the discharge electrode 29 as viewed from below.
A plurality of slits are formed at the tip of the discharge electrode 29, and material gas slits 36a and exhaust gas slits 36b are alternately provided. The material gas slit 36a and the exhaust gas slit 36b are respectively connected to the material gas supply port 26 and the exhaust gas discharge port 28 shown in FIG.
The lower end of the material gas slit 36 a is a material gas supply port, and the material gas is supplied toward the glass substrate 2.
The lower end of the exhaust gas slit 36b is a gas inlet for sucking exhaust gas exhausted from the plasma region. Inhaled exhaust gas includes unreacted material gas in addition to gas after reaction.
As described above, the material gas is supplied from the material gas slit 36a, and after the plasma is formed, the reacted gas and the unreacted material gas are sucked from the exhaust gas slit 36b. Therefore, the material gas supplied to the plasma region and the exhaust gas discharged from the plasma region do not flow out to the other discharge electrode 29 side.

上記構成の太陽電池製造装置は、以下のように用いられる。
図示しない熱ＣＶＤ装置により、ガラス基板２上に透明電極３（図５参照）が形成される。
その後、透明電極３が形成されたガラス基板２がローラ２７により搬送され、製膜室２０へと導かれる。製膜室２０内では、ガラス基板２は一定速度で搬送され、この搬送中に、放電電極２９によって形成されたプラズマ下でＣＶＤが行われ、ｐ層４、ｉ層５、及びｎ層６が順次製膜される（いわゆる連続製膜）。
このときの製膜条件は、概略以下の通りである。
圧力 ：400Pa
周波数 ：100MHz
パワー密度 ：2〜3kW/m2
ギャップ長 ：5mm前後（放電電極２９ごとに異なる）
材料ガス希釈比：H2/ SiH4＝17〜23
ヒータ温度 ：180〜220℃
なお、上述のようにガラス基板２を一定速度で走行させる連続製膜だけでなく、製膜中はガラス基板を一時停止させて製膜を行い、製膜後、製膜領域分だけガラス基板２を移動させ、再度一時停止させて製膜を行う工程が連続する断続的な連続製膜とすることもできる。 The solar cell manufacturing apparatus having the above configuration is used as follows.
A transparent electrode 3 (see FIG. 5) is formed on the glass substrate 2 by a thermal CVD apparatus (not shown).
Thereafter, the glass substrate 2 on which the transparent electrode 3 is formed is conveyed by the roller 27 and guided to the film forming chamber 20. In the film forming chamber 20, the glass substrate 2 is transported at a constant speed, and during this transport, CVD is performed under the plasma formed by the discharge electrode 29, and the p layer 4, the i layer 5, and the n layer 6 are formed. The films are sequentially formed (so-called continuous film formation).
The film forming conditions at this time are as follows.
Pressure: 400Pa
Frequency: 100MHz
Power density: 2 ~ 3kW / m 2
Gap length: around 5mm (different for each discharge electrode 29)
Material gas dilution ratio: H 2 / SiH 4 = 17-23
Heater temperature: 180 ~ 220 ℃
In addition to the continuous film formation in which the glass substrate 2 travels at a constant speed as described above, during the film formation, the glass substrate 2 is temporarily stopped to form a film, and after the film formation, the glass substrate 2 is formed for the film formation region. It is also possible to form an intermittent continuous film forming process in which the film forming process is continued by temporarily moving and moving again.

ｐ層４及びｎ層６は、膜厚が薄いので、１本の放電電極２９によって製膜される。
これに対して、ｉ層５は、ｐ層４及びｎ層６に比べて膜厚が厚いので、複数の放電電極２９を用いて製膜される。つまり、上流側の第１の放電電極２９でｉ層を製膜した後に、このｉ層の上に、第２の放電電極２９によってｉ層をさらに製膜し、次いで、第３の放電電極２９によってｉ層をさらに製膜する。これを順に繰り返すことによって、所望の厚さのｉ層が形成される。 Since the p layer 4 and the n layer 6 are thin, they are formed by one discharge electrode 29.
On the other hand, since the i layer 5 is thicker than the p layer 4 and the n layer 6, the i layer 5 is formed using a plurality of discharge electrodes 29. That is, after forming the i layer with the upstream first discharge electrode 29, the i layer is further formed on the i layer with the second discharge electrode 29, and then the third discharge electrode 29 is formed. To further form the i layer. By repeating this in order, an i layer having a desired thickness is formed.

製膜の際には、図３及び図４に示したように、材料ガスを供給するとともにプラズマ領域から排出ガスを吸入する放電電極２９を採用しているので、各放電電極２９から供給する材料ガスの希釈比や種類を独立に制御することができる。これにより、放電電極２９を隣接した状態で複数設けても、ｐ層４、ｉ層５、及びｎ層６を連続して製膜することができる。また、放電電極２９を隣接して設けることができるので、装置をコンパクトに構成することができる。   As shown in FIGS. 3 and 4, when the film is formed, the discharge electrode 29 that supplies the material gas and sucks the exhaust gas from the plasma region is employed. Therefore, the material supplied from each discharge electrode 29 is used. The gas dilution ratio and type can be controlled independently. Thereby, even if a plurality of discharge electrodes 29 are provided adjacent to each other, the p layer 4, the i layer 5, and the n layer 6 can be continuously formed. Moreover, since the discharge electrode 29 can be provided adjacently, an apparatus can be comprised compactly.

ｉ層が順次製膜される際には、レーザ距離計３４によって計測されたギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が一定となるように制御される。
例えば、ガラス基板２をローラ２７によって搬送する際には、ローラ２７の撓み、熱変形や振動等によってギャップ長が変化することがある。このような変化をレーザ距離計３４によって把握し、制御部３２によってフィードバック制御を行う。これにより、ギャップ長を一定に保つことにより、膜質の安定化を図る。
また、ギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３については、予め所望の膜質を得るために決定された基準値が設定されている。例えば、ガラス基板２側から膜厚方向に向かってラマン比が増大するように、各ギャップ長を異ならせる。また、製膜初期はラマン比が小さくなる傾向にあるので、ラマン比から算出した基準値よりも小さいギャップ長を用いる。 When the i layer is sequentially formed, the gap lengths L1, L2, and L3 measured by the laser distance meter 34 are controlled to be constant.
For example, when the glass substrate 2 is transported by the roller 27, the gap length may change due to bending, thermal deformation, vibration, or the like of the roller 27. Such a change is grasped by the laser distance meter 34 and the control unit 32 performs feedback control. Thus, the film quality is stabilized by keeping the gap length constant.
For the gap lengths L1, L2, and L3, reference values determined in advance to obtain a desired film quality are set. For example, the gap lengths are made different so that the Raman ratio increases from the glass substrate 2 side toward the film thickness direction. Further, since the Raman ratio tends to be small at the initial stage of film formation, a gap length smaller than a reference value calculated from the Raman ratio is used.

このようにしてｐ層４、ｉ層５、及びｎ層６が製膜された後に、図示しないマグネトロンスパッタ装置により裏面電極が形成される。   After the p layer 4, i layer 5, and n layer 6 are formed in this way, a back electrode is formed by a magnetron sputtering apparatus (not shown).

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
複数の放電電極２９を設け、ガラス基板２を搬送させながら連続的に製膜を行うこととしたので、大きな表面積を有するガラス基板に対しても光電変換層を形成することができる。
また、ｉ層のように半導体薄膜の膜厚が他のｐ層やｎ層に比べて大きい場合には、複数の放電電極２９によってｉ層を形成することとしたので、所望の厚さのｉ層を形成することができる。
また、放電電極ごとにギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を変化させることとしたので、膜質を膜厚方向に制御することができる。
また、アクチュエータ３０によって各放電電極２９におけるギャップ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を独立して適宜設定できるようにしたので、任意に膜質を制御することができる。
また、レーザ距離計３４によって、距離を計測することにより、ギャップ長を正確にコントロールすることとした。これにより、所望の性能を備えた太陽電池を製造することができる。
また、図３及び図４に示したように、材料ガスを供給するとともにプラズマ領域から排出ガスを吸入する放電電極２９を採用することとしたので、各放電電極２９に供給される材料ガスの希釈率や種類を異ならせることができる。また、他の放電電極２９に材料ガスや排出ガスが流れ込むことがないので、放電電極２９ごとに独立してプラズマを制御することができる。これにより、種々の目的に対応した膜を形成することができる。 According to this embodiment, there exist the following effects.
Since a plurality of discharge electrodes 29 are provided and film formation is performed continuously while the glass substrate 2 is conveyed, a photoelectric conversion layer can be formed even on a glass substrate having a large surface area.
Further, when the thickness of the semiconductor thin film is larger than that of other p layers and n layers as in the i layer, the i layer is formed by the plurality of discharge electrodes 29. A layer can be formed.
In addition, since the gap lengths L1, L2, and L3 are changed for each discharge electrode, the film quality can be controlled in the film thickness direction.
In addition, since the gap lengths L1, L2, and L3 in each discharge electrode 29 can be appropriately set independently by the actuator 30, the film quality can be arbitrarily controlled.
In addition, the gap length is accurately controlled by measuring the distance with the laser distance meter 34. Thereby, the solar cell provided with desired performance can be manufactured.
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, since the discharge electrode 29 that supplies the material gas and sucks the exhaust gas from the plasma region is employed, dilution of the material gas supplied to each discharge electrode 29 is adopted. You can vary the rate and type. In addition, since the material gas and the exhaust gas do not flow into the other discharge electrodes 29, the plasma can be controlled independently for each discharge electrode 29. Thereby, films corresponding to various purposes can be formed.

なお、本実施形態は、以下のように変更を加えることもできる。
放電電極毎に給電する電力を異ならせることにより、膜質を制御することとしても良い。
また、アクチュエータ３０によって放電電極２９を駆動させる構成に代えて、各ローラ２７を放電電極側に進退させる構成としても良い。
また、図３及び図４に示したような構成に代えて、放電電極間に窒素等の不活性ガスを供給してガスシールを行う構成としても良い。
また、幅の狭いシール用減圧容器を工程間に設置し、隔離（シール）を行うこととしても良い。 In addition, this embodiment can also be changed as follows.
The film quality may be controlled by changing the power supplied to each discharge electrode.
Further, instead of the configuration in which the discharge electrode 29 is driven by the actuator 30, a configuration in which each roller 27 is advanced and retracted toward the discharge electrode may be employed.
Further, instead of the configuration shown in FIGS. 3 and 4, a gas seal may be performed by supplying an inert gas such as nitrogen between the discharge electrodes.
Moreover, it is good also as performing isolation (sealing) by installing the pressure-reducing container for sealing with a narrow width | variety between processes.

本発明の一実施形態にかかる太陽電池製造装置の製膜室の要部を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the principal part of the film forming chamber of the solar cell manufacturing apparatus concerning one Embodiment of this invention. ギャップ長を調整する機構を示した側面図である。It is the side view which showed the mechanism which adjusts gap length. 放電電極の先端を示した側断面図である。It is the sectional side view which showed the front-end | tip of a discharge electrode. 放電電極の先端の下面を示した底面図である。It is the bottom view which showed the lower surface of the front-end | tip of a discharge electrode. 太陽電池を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the solar cell.

符号の説明Explanation of symbols

２ ガラス基板
４ ｐ層
５ ｉ層
６ ｎ層
２７ ローラ（搬送手段）
２９ 放電電極
３０ アクチュエータ（距離変更手段）
３４ レーザ距離計（距離計測手段） 2 Glass substrate 4 p layer 5 i layer 6 n layer 27 Roller (conveying means)
29 Discharge electrode 30 Actuator (distance changing means)
34 Laser distance meter (distance measuring means)

Claims (5)

プラズマＣＶＤ法によって光電変換層を成す半導体薄膜を基板上に連続的に形成する光電変換装置の製造装置において、
前記基板を搬送する搬送手段と、
前記基板の搬送方向に複数配置され、前記基板に対向した状態で、搬送中の該基板側にプラズマを発生させる複数の放電電極と、を備え、
各前記放電電極には、前記基板と前記放電電極との距離を変化させ得る距離変更手段が設けられていることを特徴とする光電変換装置の製造装置。 In a manufacturing apparatus of a photoelectric conversion device that continuously forms a semiconductor thin film forming a photoelectric conversion layer on a substrate by a plasma CVD method,
Transport means for transporting the substrate;
A plurality of discharge electrodes arranged in the transport direction of the substrate and facing the substrate to generate plasma on the substrate side being transported,
Each of the discharge electrodes is provided with a distance changing means capable of changing a distance between the substrate and the discharge electrode. 前記基板と前記放電電極との距離を計測する距離計測手段を備え、
該距離計測手段の計測結果に基づいて、前記距離変更手段を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の光電変換装置の製造装置。 A distance measuring means for measuring the distance between the substrate and the discharge electrode;
The apparatus for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the distance changing unit is controlled based on a measurement result of the distance measuring unit. 一の前記放電電極によって形成されるプラズマに供給される材料ガス及び／又は該プラズマから排出される排出ガスが、他の前記放電電極によって形成されるプラズマに混入することを防止するガス混入防止手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換装置の製造装置。   Gas mixing preventing means for preventing material gas supplied to plasma formed by one discharge electrode and / or exhaust gas discharged from the plasma from mixing into plasma formed by another discharge electrode The apparatus for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1, wherein: 前記ガス混入防止手段は、前記放電電極の基板側先端に設けられた、プラズマへ向けて材料ガスを供給する材料ガス供給口と、プラズマ領域から排出される排出ガスを吸入するガス吸入口と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置の製造装置。   The gas mixing prevention means includes a material gas supply port for supplying a material gas toward the plasma, a gas suction port for sucking an exhaust gas discharged from the plasma region, provided at the tip of the discharge electrode on the substrate side, The apparatus for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 3, comprising: プラズマＣＶＤ法によって光電変換層を成す半導体薄膜を基板上に連続的に形成する光電変換装置の製造方法において、
前記基板を搬送し、
前記基板に対向した状態で前記基板の搬送方向に複数配置された複数の放電電極によって、搬送中の該基板側にプラズマを発生させ、
前記基板と前記放電電極との距離を、前記放電電極ごとに変化させる、
ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。 In a method for manufacturing a photoelectric conversion device in which a semiconductor thin film forming a photoelectric conversion layer is continuously formed on a substrate by a plasma CVD method,
Transport the substrate,
Plasma is generated on the side of the substrate being transported by a plurality of discharge electrodes arranged in the transport direction of the substrate in a state facing the substrate,
Changing the distance between the substrate and the discharge electrode for each discharge electrode;
A method for manufacturing a photoelectric conversion device.
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