[發明專利]光電轉換元件制造裝置

無效

• 申請號: 201180004013.0
• 申請日: 2011-02-16
• 公開（公告）號: CN102668112A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 辻剛人
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H01L31/04
• 分類號: H01L31/04
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張鑫

技術領域

本發明涉及用于制造在薄膜光伏電池中使用的光電轉換元件的裝置，更具體地涉及對在其上形成有透明導電膜的光電轉換元件進行退火處理的光電轉換元件制造裝置。

背景技術

近年來，從環境角度而言，光伏電池作為清潔發電裝置已引起注意。在光伏電池中，使用包括由微晶硅或非晶硅(a-Si)制成的光電轉換層的光電轉換元件的薄膜光伏電池具有減少硅原材料、增大面積和大規模生產的優點，并且對創建可持續社會越發重要。薄膜光伏電池的光電轉換層一般通過等離子體CVD法來形成。另外，已使用了包括由Cu、In、Ga、Se或S制成的發電層的基于化合物(CIS)的光伏電池。

一般而言，高剛度基板被用作薄膜層疊基板，諸如半導體薄膜。例如，諸如樹脂片或薄的不銹鋼板之類的柔性基板被用作在光伏電池中使用的光電轉換元件基板來改進諸如輕的重量和高可操作性之類的便利性、增大基板的面積、并且實現大規模生產以降低成本。用于使用柔性基板來制造光電轉換元件的裝置主要分成輥到輥(roll-to-roll)型和步進輥型。輥到輥制造裝置在通過多個沉積室連續移動的柔性基板上連續地形成多個層。步進輥型制造裝置停止沉積室中的柔性基板一次，在基板上形成膜，并且將其上形成有膜的柔性基板從沉積室傳輸到下一沉積室。

通過上述工藝形成的光電轉換元件的問題在于，由于例如在膜形成工藝期間在膜中出現的缺陷，其電性質不足。因此，提出了一種對薄膜光伏電池中的光電轉換元件進行退火處理(諸如熱處理)以去除例如殘余應變并改進光電轉換性能的方法。

例如，專利文獻1公開了一種在恒定條件下在與輥到輥或步進輥型膜形成裝置分開安裝的加熱爐中對柔性基板進行熱處理(退火處理)以由此改進光電轉換特性的薄膜光伏電池制造方法，該柔性基板具有在其上形成的薄膜光電轉換層，并且卷繞在卷繞輥上。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：日本專利No.4082077

發明內容

本發明要解決的問題

然而，在專利文獻1中，由于在與形成薄膜的制造裝置分開安裝的加熱爐中對其上形成有薄膜光電轉換層的柔性基板進行熱處理，因此制造裝置的尺寸增大，并且由此制造成本增加。另外，運送基板和增加加熱爐的溫度要花費時間。因此，光電轉換元件的生產率降低。

鑒于上述問題已作出本發明，并且本發明的目的在于，提供了一種能夠在小空間中對柔性基板有效地進行退火處理，從而使該裝置在安裝空間中的面積和處理時間的增加最小化、確保高生產率、并且改進光電轉換元件的電特性的光電轉換元件制造裝置。

解決問題的手段

為了解決相關領域的上述問題，根據本發明的一個方面，提供了一種在柔性基板上形成光電轉換元件和透明導電膜并將柔性基板運送到卷繞室以卷繞在設置在卷繞室中的卷繞輥上的光電轉換元件制造裝置。光電轉換元件制造裝置包括設置在卷繞室中且對卷繞中的柔性基板進行退火處理的加熱機構。

具體而言，優選本發明具有以下結構。

(1)加熱機構設置在卷繞輥的芯中。

(2)加熱柔性基板的非接觸型加熱機構設置在卷繞輥外部。

(3)非接觸型加熱機構包括使非接觸型加熱機構往復運動的驅動單元。該驅動單元與卷繞在卷繞輥上的柔性基板的卷繞直徑有效關聯(operative?association)地移動非接觸型加熱機構。

(4)測量柔性基板的溫度和卷繞輥的芯的溫度中的至少一個溫度的溫度測量設備設置在卷繞室中。溫度測量設備電連接到控制加熱機構和非接觸型加熱機構的輸出的溫度控制單元。

(5)卷繞輥包括使卷繞輥旋轉的旋轉單元。旋轉單元和非接觸型加熱機構的驅動單元電連接到控制卷繞輥的旋轉速度和非接觸型加熱機構的移動距離的驅動控制單元。

(6)溫度控制單元和驅動控制單元通過主控制設備彼此電連接。

(7)在卷繞室中，在120℃或更高溫度范圍內對柔性基板進行退火處理。

發明優點