特許 5823903 製膜装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5823903

(24)【登録日】2015年10月16日

(45)【発行日】2015年11月25日

(54)【発明の名称】製膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/56 20060101AFI20151105BHJP

   C23C 14/04 20060101ALI20151105BHJP

   H01L 31/18 20060101ALN20151105BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/56 B

   C23C14/04 A

   !H01L31/04 424

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-75093(P2012-75093)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-204099(P2013-204099A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年2月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121120

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100094145

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 由己男

(72)【発明者】

【氏名】寺田 豊治

(72)【発明者】

【氏名】酒井 博史

(72)【発明者】

【氏名】河杉 正晃

【審査官】 安齋 美佐子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１１３１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１０８４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０５７４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３１３９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１４３８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４８−００１５６８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開昭５９−１７９７７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｃ２３Ｃ １６／００−１６／５６

Ｈ０１Ｌ ３１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送中の薄板長尺状の基材に所定の処理を行って、前記基材の表面に薄膜を形成する製膜装置であって、
軸回りに回転可能であり、外周面に沿って前記基材を走行させる第１ローラと、
前記第１ローラと所定距離離間しており、前記第１ローラとの間で前記基材が複数回巻回されることにより、前記第１ローラの外周面に位置する前記基材を所定の間隔で複数列整列させる第２ローラと、
前記第１ローラと所定距離離間しており、前記第１ローラとの間で薄板長尺状のマスクが複数回巻回されることにより、前記第１ローラの外周面に位置する前記マスクを、前記第１ローラの外周面に位置する複数列の前記基材上に少なくとも一部が重畳した状態で、所定の間隔で複数列整列させる第３ローラと、
前記第１ローラの外周面上に位置する前記基材の表面に薄膜形成用の材料を供給する製膜材料供給部と、
を備える製膜装置。

【請求項2】

前記第１ローラと前記第２ローラでなるローラ対及び前記第１ローラと前記第３ローラでなるローラ対は、それぞれ各回転軸が所定角度を有するネルソンローラである、請求項１に記載の製膜装置。

【請求項3】

前記第１ローラ、第２ローラ、第３ローラ及び製膜材料供給部は、１つのチャンバ内に配置されている、請求項１又は２に記載の製膜装置。

【請求項4】

前記基材を送出する基材送出ロールと、前記基材を巻き取る基材巻取ロールとをさらに備え、前記チャンバは、前記基材送出ロールと前記基材巻取ロールとの間に複数配置されている、請求項３に記載の製膜装置。

【請求項5】

前記複数のチャンバのそれぞれに対応して、前記マスクを送出するマスク送出ロールと、前記マスクを巻き取るマスク巻取ロールとを備える、請求項４に記載の製膜装置。

【請求項6】

前記第１ローラには、前記基材及び前記マスクを位置決めするための案内溝を備えている、請求項１〜５のいずれかに記載の製膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基材の表面に薄膜を形成するための製膜装置に関し、特に、ロールツーロールタイプで基材の表面に薄膜パターンを形成する製膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽電池モジュールとして複数枚の短冊状の太陽電池セルを長辺側の縁部同士が重なるようにして直列に並べて接合したスラット構造（以下、スラット構造型という）が知られている。このような太陽電池モジュールに用いられる太陽電池セルは、金属材料からなる基材上に下部導電膜（Ａｇ、ＺｎＯ等）、光電変換膜（アモルファスシリコン等）、及び上部導電層（ＩＴＯ等）等の薄膜を積層したものが用いられる。下部導電膜、光電変換膜、上部導電膜は、それぞれ各チャンバ内に設けられた製膜処理部において、スパッタリングや蒸着、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｎａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により形成される。

【0003】

スラット構造型の太陽電池モジュールに用いられる太陽電池セルは、比較的厚みが薄く幅の狭い短冊状である。したがって、この種の太陽電池セルの製造には、製膜処理部に基材を送出する送出ロールと、製膜処理での製膜処理が終了した後の製膜基材を巻き取る巻取ロールとを備えるロールツーロールタイプの製膜装置を用いることが有利である。

【0004】

例えば、送出ロールと巻取ロールとの間に、第１〜第３チャンバを設け、第１〜第３チャンバにそれぞれ下部導電膜、光電変換膜、上部導電膜を製膜するための製膜処理部を設けるものとする。
送出ロールには、導電性材料でなるテープ状の基材が巻回状態で収納されている。送出ロールから送出される基材は、第１チャンバに導入されて、スパッタリングにより表面に下部導電膜が形成される。

【0005】

表面に下部導電膜が形成された基材は、さらに、第２チャンバに導入されて、ＣＶＤ法や蒸着により、下部導電膜上にアモルファスシリコンなどの光電変換膜が形成される。
表面に下部導電膜及び光電変換膜が形成された基材は、第３チャンバに導入されて、スパッタリングにより、表面に上部導電膜が形成される。
製膜処理後の基材は、巻取ロールによって巻き取られる。

【0006】

巻取ロールに巻き取られた製膜処理後の基材は、切断工程、接合工程を経て、スラット構造型の太陽電池モジュールとなる。

【0007】

以上に述べたロールツーロールタイプの製膜装置による製膜工程では、下記の問題が生じることが考えられる。
製膜工程において下部導電膜と上部導電膜とが短絡すると、太陽電池セルが正常に機能せずに不良品となる。特に、長尺状の基材を用いたロールツーロールタイプの製膜装置の場合、製膜のために供給される導電性材料が幅方向の両側部に回り込んで短絡を生じるおそれがある。したがって、上部導電膜を形成する際に、先に形成された下部導電膜との短絡を防止するために、幅方向両端部にマスクを設けることが好ましい。

【0008】

製膜処理部にマスクを配置して製膜処理を行うようにしたロールツーロールタイプの製膜装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
図１４は、特許文献１に記載されている製膜装置Ａの概要構成を示す説明図である。製膜装置Ａは、基材Ｅを送出する送出ロールＢと、製膜処理後の基材Ｅを巻き取る巻取ロールＣと、送出ロールＢと巻取ロールＣとの間に配置された回転ドラムＤとを備えている。送出ロールＢから送出される基材Ｅは、回転ドラムＤの周面に沿って走行して、巻取ロールＣに巻き取られる。
製膜処理部Ｆには、回転ドラムＤ上に位置する基材Ｅの表面に密着するマスクＧを備えており、マスクＧによって覆われていない部位に所定の膜厚で製膜処理が実施される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１０−５３４３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

前述したような製膜装置は、製膜源である供給材料がマスク表面に堆積し、その膜厚が厚くなるとマスク表面から剥離してパーティクルとなって製膜処理に悪影響を与えるおそれがある。
このため、供給材料によりマスク表面に堆積した膜が所定の膜厚になった場合、又は所定時間毎に、マスクを交換するか、あるいはチャンバ内の洗浄を行う必要がある。
マスクの交換やチャンバ内の洗浄を行うためには、チャンバを大気に開放して作業を行う必要がある。その場合、タクトタイムの短縮が困難になる。

【0011】

また、スパッタリングのように供給材料の回り込みが大きい製膜処理を行う場合には、マスクと基材との間の隙間を極力小さくする必要がある。このため、基材に対するマスクの位置調整を精密に行う必要がある。
このようにマスクを基材に対して密着させる場合、マスクを静止させた状態で基材を移動させると、基材表面に積層された膜がマスクに接触して損傷するおそれがある。

【0012】

本発明の課題は、ロールツーロールタイプの製膜装置において、製膜時におけるマスクの位置調整が容易であるとともに、処理済みの膜の損傷を防止し、連続的な製膜処理を可能にすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る製膜装置は、搬送中の薄板長尺状の基材に所定の処理を行って、基材の表面に薄膜を形成する製膜装置であって、第１ローラと、第２ローラと、第３ローラと、製膜材料供給部とを備える。
第１ローラは、軸回りに回転可能であり、外周面に沿って基材を走行させる。第２ローラは、第１ローラと所定距離離間しており、第１ローラとの間で基材が複数回巻回されることにより、第１ローラの外周面に位置する基材を所定の間隔で複数列整列させる。第３ローラは、第１ローラと所定距離離間しており、第１ローラとの間で薄板長尺状のマスクが複数回巻回されることにより、第１ローラの外周面に位置するマスクを、第１ローラの外周面に位置する複数列の基材上に少なくとも一部が重畳した状態で、所定の間隔で複数列整列させる。製膜材料供給部は、第１ローラの外周面上に位置する基材の表面に薄膜形成用の材料を供給する。

【0014】

ここで、第１ローラと第２ローラでなるローラ対及び第１ローラと第３ローラでなるローラ対は、それぞれ各回転軸が所定角度を有するネルソンローラとすることができる。
ネルソンローラは、高分子でなる合成繊維を延伸する際に、回転軸に角度を持たせた複数のローラに繊維を複数回巻き付けて、周回した繊維が同じ位置に重ならないようにする方式のローラ群である。ここでは、所定の幅を有する太陽電池セル用の導電性基材に所定の処理を行う際に、ネルソン方式のローラを適用することによって、第１ローラの外周面上において所定の間隔で基材を複数列整列させるように構成している。

【0015】

また、第１ローラ、第２ローラ、第３ローラ及び製膜材料供給部は、１つのチャンバ内に配置することができる。
さらに、基材を送出する送出ローラと、基材を巻き取る巻取ローラとをさらに備え、チャンバは、送出ローラと巻取ローラとの間に複数配置することもできる。
この場合、複数のチャンバのそれぞれに対応して、マスクを送出するマスク送出ローラと、マスクを巻き取るマスク巻取ローラとを設けることができる。
また、第１ローラには、基材及びマスクを位置決めするための案内溝を設けることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、第１ローラの回転に応じて基材を走行させながら、第１ローラの外周面上に配列される複数列の基材に対して、製膜材料供給部から供給される材料により所定の膜厚での製膜処理を行うことができる。このとき、必要に応じて基材表面を部分的あるいは全部と重畳するマスクを、基材と同一速度で走行させながら供給することができる。
マスクは、基材とともに走行させることができるため、チャンバ内を一度通過した後に回収することができる。つまり、チャンバを開放してマスクのメンテナンスを行う必要がなくなる。
また、第１ローラと第２ローラとの間に基材を巻回し、第１ローラと第３ローラとの間にマスクを巻回していることから、基材とマスクのテンションを個別に調整することが可能であり、その結果、マスクを基材に密着させることが容易である。
さらに、マスクは基材とともに同一速度で走行させることができることから、製膜処理後の基材表面がマスクと擦れ合うことを防止できる。その結果、製膜処理後の表面に損傷が生じにくい。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の製膜装置の全体構成を示す説明図である。

【図2】図２は、製膜処理部３０の主要構成を示す説明図である。

【図3】図３は、製膜処理後の基材２の一例を模式的に示す説明図である。

【図4】図４は、第１ローラ５１と第２ローラ５２とを外周面側方から見た説明図である。

【図5】図５は、第１ローラ５１と第２ローラ５２とを上方から見た説明図である。

【図6】図６は、第１ローラ５１〜第３ローラ５３の関係を示す説明図である。

【図7】図７は、マスク９を用いた製膜処理後の基材２を示す説明図である。

【図8】図８は、スラット構造の太陽電池モジュールの説明図である。

【図9】図９は、基材２及びマスク９の案内溝を形成した第１ローラ５１の断面図である。

【図10】図１０は、第１ローラ５１に形成される案内溝の他の例を示す説明図である。

【図11】図１１は、第１ローラ５１の変形例を示す断面図である。

【図12】図１２は、マスク９の一例を示す説明図である。

【図13】図１３は、第１ローラ５１の他の変形例を示す断面図である。

【図14】図１４は、製膜装置の従来例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の製膜装置の実施形態について、図に基づいて説明する。
（１）概要構成
図１は、本発明の製膜装置の全体構成を示す説明図である。図２は、製膜処理部３０の主要構成を示す説明図である。
製膜装置１は、基材送出ロール１０と、基材巻取ロール２０と、製膜処理部３０とを備えている。

【0019】

基材送出ロール１０には、太陽電池セルの基材となる導電性の薄板長尺状の基材２が巻回状態で収納されている。
基材送出ロール１０から送出される基材２は、複数の製膜処理部３０を通過することにより、基材２上に太陽電池セルを構成するための所定の処理が連続的に実行され、基材巻取ロール２０に巻き取られる。基材巻取ロール２０に巻き取られた基材２は、その表面に太陽電池セルに必要な薄膜が積層された太陽電池セル母材がロール状になったものである。

【0020】

以上に述べたように、基材送出ロール１０から基材巻取ロール２０に向けて基材２を搬送しながら、中間に位置する複数の製膜処理部３０において基材２に対する所定の処理を実行する。したがって、以後、基材送出ロール１０側を上流とし、基材巻取ロール２０側を下流として説明する。
基材送出ロール１０は、基材２を下流側に供給するためのものであり、この基材送出ロール１０を制御装置（図示せず）によって回転制御することにより、基材２の送出量の調整を行う。例えば、基材２が下流側から引張力を受けた状態で基材送出ロール１０を回転させることにより、基材２が下流側に送出される。また、基材送出ロール１０に適宜ブレーキをかけることによって、基材２が撓むことなく一定速度で送出できる。

【0021】

基材２は、厚み０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍ、幅５ｍｍ〜５０ｍｍであり、ステンレス、銅などの導電性材料を薄板長尺状にしたものを用いることができる。ただし、厚さ、幅、材質については、ここに記載したものに限定されるものではない。
基材巻取ロール２０は、制御装置（図示せず）により駆動制御されることにより、基材２の巻取量を増減することができるようになっている。例えば、送出された基材２が撓むのを抑えながら、逆に基材２に必要以上の張力がかからないように、巻き取られるように構成される。本実施形態では、基材送出ロール１０から送出された基材２が一定速度で搬送され、基材巻取ロール２０に巻き取られるように駆動制御されている。

【0022】

なお、これら基材送出ロール１０と基材巻取ロール２０は、それぞれ真空環境を形成するチャンバ１１ａ、１１ｂ内に配置される。

【0023】

（２）製膜処理部３０
製膜処理部３０は、基材２上に太陽電池に必要な薄膜を形成するためのものである。本実施形態では、複数の製膜処理部３０が設けられている。具体的には、基材送出ロール１０と基材巻取ロール２０との間に、複数の製膜処理部３０が直線状に配置されている。基材送出ロール１０から送出された基材２が各製膜処理部３０を走行して通過する際に、基材２上に順次薄膜が形成される。

【0024】

図３は、製膜処理後の基材２の一例を模式的に示す説明図である。
図３に示すように、基材２の一方の面上に、下部導電膜４ａ、光電変換膜４ｂ、上部導電膜４ｃの薄膜がこの順に製膜されて太陽電池セル母材が形成される。
製膜処理部３０は、それぞれスパッタリング又はＣＶＤ法による製膜装置で構成されており、図２に示すように、チャンバ３と、このチャンバ３内に収容されるローラ部５及び製膜材料供給部６とを備えている。

【0025】

チャンバ３は、その内部を真空環境に維持するものである。真空環境に維持されたチャンバ３内に製膜材料供給部６から特定の製膜材料が供給されることにより、基材２上に所定の薄膜が形成される。
チャンバ３には、上流側から搬送される基材２を受け入れるための基材導入口３ａと、製膜処理後の基材２を下流側に送出するための基材導出口３ｂとが設けられている。
これら基材導入口３ａと基材導出口３ｂとは、基材２が通過可能にシールされており、基材２が搬送により走行した場合でも、各チャンバ３内は薄膜を形成するために適切な真空度を維持するように構成される。

【0026】

ローラ部５は、第１ローラ５１、第２ローラ５２、第３ローラ５３を備えている。
第１ローラ５１は、軸回りに回転可能であって、外周面に沿って基材２を走行させる。第２ローラ５２は、第１ローラ５１と所定距離離間して配置されており、第１ローラ５１との間で基材２が複数回巻回されることにより、第１ローラ５１の外周面に位置する基材２を所定の間隔で複数列整列させる。
第１ローラ５１と第２ローラ５２とは、それぞれの回転軸が所定の角度で傾斜しているネルソンローラとすることができる。

【0027】

（３）ローラ部５
図４は、第１ローラ５１と第２ローラ５２とを外周面側方から見た説明図である。また、図５は、第１ローラ５１と第２ローラ５２とを上方から見た説明図である。
第１ローラ５１と第２ローラ５２とは、ともに円筒形状で形成されており、それぞれ軸回りに回転可能に支持されている。第２ローラ５２は、第１ローラ５１に比して小径に形成されており、第１ローラ５１に対して所定距離離間して配置されている。
また、第１ローラ５１と第２ローラ５２の回転軸はそれぞれ所定角度傾斜した状態で配置される。
図示した例では、第１ローラ５１よりも第２ローラ５２の径が小径のものを例示しているが、これに限定されるものではなく、第１ローラ５１と第２ローラ５２とが同径であってもよく、径の大小関係が逆であってもよい。

【0028】

第１ローラ５１及び第２ローラ５２の外周面には、上流側から供給された基材２が複数回巻回されることにより、複数列の基材２が軸方向に所定間隔で整列される。
図２に示すように、第１ローラ５１の外周面のうち第２ローラ５２の反対側に位置する外周面と対向して製膜材料供給部６が配置されている。第１ローラ５１の外周面に複数列で整列した基材２に対して、製膜材料供給部６から製膜材料を供給することにより、基材２を走行状態で連続的に製膜処理を実行することができる。

【0029】

ここで、第１ローラ５１及び第２ローラ５２に基材２を巻回する回数を変更することによって、基材２が製膜材料供給部６と対向する位置を通過する回数及び時間を調整することが可能となる。それにより、形成される膜厚が調整される。
図２に示すように、製膜処理部３０には、マスク送出ロール７と、マスク巻取ロール８とを備えている。マスク送出ロール７には、薄板長尺状のマスク９が巻回状態で収納されており、基材２に対する製膜処理時に、基材２の一部又は全部を覆うマスク９をチャンバ３内に送出する。

【0030】

チャンバ３には、マスク送出ロール７から送出されるマスク９を受け入れるためのマスク導入口３ｃと、製膜処理後のマスク９をマスク巻取ロール８に排出するためのマスク導出口３ｄとが設けられている。

【0031】

これらマスク導入口３ｃとマスク導出口３ｄとは、マスク９が通過可能にシールされており、マスク９が搬送により走行した場合でも、各チャンバ３内は薄膜を形成するために適切な真空度を維持するように構成される。

【0032】

ローラ部５に設けられた第３ローラ５３は、第１ローラ５１及び第２ローラ５２と同様に円筒形状で形成されており、軸回りに回転可能に支持されている。第３ローラ５３は、第１ローラ５１に比して小径に形成されており、第１ローラ５１に対して所定距離離間して配置されている。図２に示すように、第３ローラ５３は、第２ローラ５２よりも第１ローラ５１から離れて配置されており、第２ローラ５２の径とほぼ同一の径とすることができる。
図示した例では、第３ローラ５３が、第１ローラ５１に比して小径であり、第２ローラ５２とほぼ同一径であるものを例示しているが、これに限定されるものではなく、第３ローラ５３が第１ローラ５１及び第２ローラ５２よりも大径である場合、第１ローラ５１及び第２ローラ５２が同径であって第３ローラ５３が大径である場合、第１ローラ５１と第３ローラ５３が同径であって第２ローラ５２が小径である場合、第１ローラ５１が最も小径であり第３ローラ５３が最も大径である場合など種々の構成とすることができる。

【0033】

また、第１ローラ５１と第３ローラ５３の回転軸はそれぞれ所定角度傾斜した状態で配置される。第１ローラ５１の回転軸と第３ローラ５３の回転軸とがなす傾斜角度は、第２ローラ５２と第３ローラ５３とが同径である場合には、第１ローラ５１の回転軸と第２ローラ５２の回転軸とがなす傾斜角度よりも小さくすることが好ましい。

【0034】

第１ローラ５１及び第３ローラ５３の外周面には、マスク送出ロール７から送出されるマスク９が複数回巻回されることにより、複数列のマスク９が軸方向に所定間隔で整列される。
第１ローラ５１及び第３ローラ５３に巻回されるマスク９は、第１ローラ５１の外周面に位置する複数列の基材２上に少なくとも一部が重畳した状態で、所定の間隔で複数列整列される。

【0035】

（４）マスキング
図６は、第１ローラ５１と第２ローラ５２間に巻回された基材２上に部分的に重畳するマスク９を第１ローラ５１と第３ローラ５３間に巻回した場合におけるローラ部５を上方から見た説明図である。
図７は、マスク９により上部導電膜４ｃの一部が形成されないようにした製膜処理後の基材２を示す説明図である。

【0036】

図３に示すように、基材２の幅方向をＸ軸、長さ方向をＹ軸、厚み方向をＺ軸とする時、製膜材料供給部６からの製膜材料は、Ｚ軸に沿って図３の上方から下方に向けて供給される。基材２はＹ軸方向に沿って長尺状であって、製膜材料供給部６に露出するＹ軸方向端部は存在しない。しかしながら、基材２のＸ方向端部の側面は露出した状態で、第１ローラ５１の外周面を走行しており、そのため製膜材料供給部６が供給する製膜材料が基材２の側面に回り込むおそれがある。
特に、上部導電膜４ｃを形成する際に、製膜材料が下部導電膜４ａの位置に回り込むと、下部導電膜４ａと上部導電膜４ｃとが短絡することとなる。このようなことを防止するために、上部導電膜４ｃを形成する際に、基材２の長さ方向両側部に位置して基材２に重畳するマスク９を配置する。

【0037】

図６に示すように、第１ローラ５１と第２ローラ５２との間に複数回巻回された基材２の上に、第１ローラ５１と第２ローラ５３との間に複数回巻回されたマスク９を配置し、基材２の幅方向両側を所定の幅でマスク９によって覆う。

【0038】

マスク９は、第１ローラ５１の外周面のうち、製膜材料供給部６に対向する位置において、基材２に密着していることが好ましい。このために、第１ローラ５１、第２ローラ５２及び第３ローラ５３の位置及び回転軸の傾斜角度を適宜調整できることが好ましい。また、基材２及びマスク９の張力は、基材送出ロール１０、基材巻取ロール２０、マスク送出ロール７、マスク巻取ロール８の回転制御を行うことで調整が可能となっている。

【0039】

下部導電膜４ａ及び光電変換膜４ｂが形成された基材２の幅方向の両側部をマスク９によってマスキングし、上部導電膜４ｃの製膜を行った場合、図７に示すように、基材２上の長さ方向両側に上部導電膜４ｃが製膜されていない領域４ｄができる。

【0040】

このため、上部導電膜４ｃを製膜する際の製膜材料が、基材２の幅方向両側に回り込むことがなくなり、下部導電膜４ａと上部導電膜４ｃとの短絡を防止することができる。
マスク送出ロール７及びマスク巻取ロール８は、製膜処理部３０に対して１対１で設けることができ、それぞれの製膜処理におけるパターニングに応じたマスクを各製膜処理部３０に供給するように構成できる。

【0041】

（５）太陽電池モジュール
図８は、スラット構造の太陽電池モジュールの説明図である。
前述したような製膜装置１により、基材２上に下部導電膜４ａ、光電変換膜４ｂ、上部導電膜４ｃが製膜された太陽電池セル母材は、切断工程において所定の長さの太陽電池セル２１に切断される。所定の長さに切断された短冊状の太陽電池セル２１は、２つの電極２４、２５の間に複数配列されて幅方向両側部が接合され、裏面側カバー部材２２と受光面側カバー部材２３の間に充填されるＥＶＡ２６によって一体的に形成される。

【0042】

（６）実施形態の作用効果
製膜装置１（製膜装置の一例）は、第１ローラ５１（第１ローラの一例）と、第２ローラ５２（第２ローラの一例）と、第３ローラ５３（第３ローラの一例）と、製膜材料供給部６（製膜材料供給部の一例）とを備えている。第１ローラ５１は、軸回りに回転可能であり、外周面に沿って基材２（基材の一例）を走行させる。第２ローラ５２は、第１ローラ５１との間で基材２が複数回巻回されることにより、第１ローラ５１の外周面に位置する基材２を所定の間隔で複数列整列させる。第３ローラ５３は、第１ローラ５１との間で薄板長尺状のマスク９（マスクの一例）が複数回巻回されることにより、第１ローラ５１の外周面に位置するマスク９を、第１ローラ５１の外周面に位置する複数列の基材２上に少なくとも一部が重畳した状態で、所定の間隔で複数列整列させる。製膜材料供給部６は、第１ローラ５１の外周面上に位置する基材２の表面に薄膜形成用の材料を供給する。

【0043】

本実施形態によれば、第１ローラ５１の回転に応じて基材２を走行させながら、第１ローラ５１の外周面上に配列される複数列の基材２に対して、製膜材料供給部６から供給される材料により所定の膜厚での製膜処理を行うことができる。このとき、必要に応じて基材２の表面を部分的あるいは全部と重畳するマスク９を、基材２と同一速度で走行させながら供給することができる。
マスク９は、基材２とともに走行させることができるため、チャンバ内を一度通過した後に回収することができる。つまり、チャンバを開放してマスクのメンテナンスを行う必要がなくなる。
また、第１ローラ５１と第２ローラ５２との間に基材２を巻回し、第１ローラ５１と第３ローラ５３との間にマスク９を巻回していることから、基材２とマスク９のテンションを個別に調整することが可能であり、その結果、マスク９を基材２に密着させることが容易である。
さらに、マスク９は基材２とともに同一速度で走行させることができることから、製膜処理後の基材２の表面がマスク９と擦れ合うことを防止できる。その結果、製膜処理後の表面に損傷が生じにくい。

【0044】

（７）案内溝
前述した実施形態では、第１ローラ５１と第２ローラ５２とで構成されるローラ対、第１ローラ５１と第３ローラ５３とで構成されるローラ対が、それぞれネルソンローラを構成している。このため、第１ローラ５１と第２ローラ５２に複数回巻回された基材２が所定の間隔で整列され、第１ローラ５１と第３ローラ５３に複数回巻回されたマスク９が所定の間隔で整列される。

【0045】

基材２及びマスク９の位置決めを確実に行うためには、第１ローラ５１〜第３ローラ５３に位置決め用の案内溝を形成することが考えられる。特に、製膜処理が実行される第１ローラ５１の外周面は、基材２及びマスク９の位置決めが正確になされることが好ましい。

【0046】

図９は、基材２及びマスク９の案内溝を形成した第１ローラ５１の断面図である。
図９に示すように、第１ローラ５１の外表面６０には、複数列の基材２が整列され、さらに基材２上に一部が重畳するように複数列のマスク９が整列される。
第１ローラ５１の外表面６０には、基材２を案内するための第１案内溝６１が形成されている。

【0047】

第１案内溝６１は、基材２の幅とほぼ同一の幅を有し、基材２とマスク９の厚みを合計した深さで形成されている。
このことにより、第１ローラ５１に巻回される基材２は、第１案内溝６１の側壁によって長さ方向両側部が位置決めされて、所定の間隔で複数列配列されることになる。

【0048】

第１ローラ５１の外表面６０には、さらにマスク９を案内するための第２案内溝６２が形成されている。

【0049】

第２案内溝６２は、第１案内溝６１の外周面側端部に連続して形成されており、マスク９の幅よりも所定長さだけ小さい幅で形成されている。この第２案内溝６２の幅は、マスク９により基材２をマスキングする幅だけ、マスク９の幅より狭くなっている。また、第２案内溝６２の深さは、マスク９の厚みとほぼ同一の深さで構成される。

【0050】

基材２の長さ方向の両側端部をマスキングする場合には、図９に示すように、第１案内溝６１の両側に連続する第２案内溝６２が形成される。
このような第２案内溝６２では、マスク９の長さ方向の両側端部のうち一方のみを位置決めすることができる。

【0051】

第１ローラ５１に、基材２を案内する第１案内溝６１及びマスク９を案内する第２案内溝６２を形成することによって、基材２及びマスク９を位置決めすることが可能であり、基材２の製膜パターンを正確に形成することができる。

【0052】

図１０は、第１ローラ５１に形成される案内溝の他の例を示す説明図である。
図１０に示す例では、基材２の一方の端部のみをマスキングする場合に、第１ローラ５１に形成される案内溝を示している。
第１ローラ５１の外表面６０には、基材２を案内するための第１案内溝６１が形成されている。

【0053】

第１案内溝６１は、図９に示される第１案内溝６１と同様に、基材２の幅とほぼ同一の幅を有し、基材２とマスク９の厚みを合計した深さで形成されている。
また、第１ローラ５１の外表面６０には、さらにマスク９を案内するための第２案内溝６２が形成されている。

【0054】

第２案内溝６２は、第１案内溝６１の外周面側端部に連続して形成されており、マスク９の幅よりも所定長さだけ小さい幅で形成されている。
この実施形態による第２案内溝６２は、第１案内溝６１の幅方向の両端のうち一方の端部にのみ形成される。

【0055】

この場合、前述した実施形態と同様に、基材２の長さ方向両端部は、第１案内溝６１の側壁によって案内されて位置決めされる。また、マスク９の長さ方向の一方の端部が、第２案内溝６２の側壁によって案内されて位置決めされる。

【0056】

したがって、製膜処理部３０内において、基材２及びマスク９を正確に位置決めすることができ、基材２上に形成される積層膜を正確にパターニングできる。
図９及び図１０に示す実施形態において、基材２及びマスク９の間に厚み方向の間隙を有する構成であってもよい。基材２及びマスク９をほぼ同一の速度で搬送する場合であっても、マスク９により基材２の表面を損傷するおそれがある。このような場合には、基材２及びマスク９の間に厚み方向の間隙を有する構成にすることで、基材２の表面をより確実に保護できる。

【0057】

（８）スプロケット構造
図１１は、第１ローラ５１の変形例を示す断面図である。図１２は、第１ローラ５１の変形例を用いた場合に適用されるマスク９の一例を示す説明図である。
図１１に示すように、第１ローラ５１の外表面６０に歯車の歯となる複数の突起６３を設けて、マスク９を案内するように構成することが可能である。
複数の突起６３は、マスク９が第１ローラ５１の回転軸方向に整列する位置の外表面６０に設けられ、外表面６０の回転軸周りに等間隔で配置される。
マスク９は、図１２に示すように、突起６３が係合するための貫通孔９１が等間隔で設けられたものを用いる。

【0058】

マスク９に設けられる貫通孔９１は、第１ローラ５１の外表面６０に設けられる突起６３の間隔と同一の間隔で設けることができる。
また、第１ローラ５１の外表面６０に設けられる突起６３の間隔を、マスク９に設けられる貫通孔９１の間隔の整数倍とすることも可能である。
さらに、マスク９が第１ローラ５１の回転軸方向に整列する各位置において、それぞれ１つだけ突起６３を設けることもできる。
このような構成とすることによって、マスク９の位置ずれを防止することができ、製膜処理におけるマスキングを確実に行うことができる。

【0059】

図１３は、第１ローラ５１の他の変形例を示す断面図である。
図１３に示す第１ローラ５１では、外表面６０に設けた突起６３の基部に段差部６４を設けている。
複数の突起６３は、前述した例と同様に、マスク９が第１ローラ５１の回転軸方向に整列する位置の外表面６０に設けられ、外表面６０の回転軸周りに等間隔で配置される。
マスク９は、図１２に示すような、突起６３が係合するための貫通孔９１が等間隔で設けられたものを用いることができる。

【0060】

前述した例と同様に、マスク９に設けられる貫通孔９１は、第１ローラ５１の外表面６０に設けられる突起６３の間隔と同一の間隔で設けることができ、第１ローラ５１の外表面６０に設けられる突起６３の間隔を、マスク９に設けられる貫通孔９１の間隔の整数倍とすることもできる。
さらに、マスク９が第１ローラ５１の回転軸方向に整列する各位置において、それぞれ１つだけ突起６３を設けることもできる。
このような構成とする場合、マスク９の貫通孔９１が第１ローラ５１の突起６３に係合することによって、位置ずれを起こすことを防止でき、製膜処理におけるマスキングを確実に行うことができる。

【0061】

また、第１ローラの突起６３に係合して所定位置に案内されるマスク９が、段差部６４に当接することにより、基材２との間に厚さ方向の間隙が生じる。このことによって、基材２の製膜面にマスク９が当接して製膜面を損傷することを軽減できる。

【0062】

（９）他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
第２ローラ５２に基材２を位置決めするための案内溝を形成することも可能である。
同様に、第３ローラ５３にマスク９を位置決めするための案内溝を形成することも可能である。
また、マスク９は、基材２上に製膜するためのパターンが形成されたものを用いて完全に基材２と重複するように構成することができる。
上述した実施形態では、各チャンバのそれぞれに対応して、マスクの送出及び巻取を行う機構を独立して設けたものを開示しているが、複数のチャンバに共通のマスク送出ロール及びマスク巻取ロールを設けることも可能である。例えば、３つのチャンバを備える製膜装置の場合に、第１のチャンバにマスクを送出するマスク送出ロールを設け、第３のチャンバに排出されるマスクを巻き取るマスク巻取ロールを設けることができる。このように、所定数のチャンバ毎にマスクの送出及び巻取を行う機構を設けることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明は、ロールツーロールで製膜処理を実行する製膜装置に広く適用することができる。

【符号の説明】

【0064】

１ 製膜装置
２ 基材
３ チャンバ
５ ローラ部
６ 製膜材料供給部
７ マスク送出ロール
８ マスク巻取ロール
９ マスク
１０ 基材送出ロール
１１ａ チャンバ
１１ｂ チャンバ
２０ 基材巻取ロール
２１ 太陽電池セル
３０ 製膜処理部
５１ 第１ローラ
５２ 第２ローラ
５３ 第３ローラ
６０ 外周面
６１ 第１案内溝
６２ 第２案内溝
６３ 突起
６４ 段差部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】