專利名稱：薄膜太陽能電池的制造裝置和方法以及薄膜太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由卷筒展開襯底在所述襯底上實行薄膜形成工藝來制造薄膜太陽能電池的裝置，以及一種制造薄膜太陽能電池的方法。
背景技術(shù)：
與堆積類型的硅太陽能電池相比，非晶硅(a-Si)太陽能電池極大地降低了硅原料 的使用量。因此，非晶硅太陽能電池已非常值得注重，因為它們解決了原材料缺乏的問題。 進一步而言，使用微晶硅膜(nc-Si)代替a-Si膜作為電能生成層的Si微晶薄膜太陽能電 池是已知的一種薄膜太陽能電池。一種已知的用于制造前面所描述的薄膜太陽能電池的方法是所謂的卷到卷 (roll-to-roll)工藝(參考專利文獻日本特開平專利公布文本No. 6-291349)，在展開一 卷襯底并將所述襯底卷繞到另一個卷筒上的同時，在移動的襯底上形成電能生成層。在另 一種使用繞成卷筒的襯底的制造方法中，無論什么時候當(dāng)襯底的膜形成區(qū)域被定位于膜形 成隔室內(nèi)時，令襯底暫停展開，以便在襯底上實行膜形成工藝。這是已知的所謂步進式卷工 藝(參考專利文獻日本特開平專利公布文本No. 11-288890)。大體而言，在大批量生產(chǎn)過 程中，強烈要求縮減轉(zhuǎn)換效率所需要的成本。因此，在制造過程中不停止襯底的展開，與周 期性停止展開的步進式處理相比，可望實現(xiàn)更高產(chǎn)量的卷到卷處理。

發(fā)明內(nèi)容
上面描述的所述薄膜太陽能電池的電能生成層包括ρ型、i型、η型等多個不同的 疊加的半導(dǎo)體層。在卷到卷處理和步進式處理中，通過轉(zhuǎn)動卷筒來使襯底移動，使其按順序 經(jīng)過多個膜形成隔室，以形成半導(dǎo)體層。在這種情況下，對于膜形成速度緩慢的半導(dǎo)體層或 者膜厚度較厚的半導(dǎo)體層而言，膜成形的時間必須根據(jù)緩慢的膜成形速度或者較厚的膜厚 度來延長。在卷到卷處理或者步進式處理中，每個膜形成隔室內(nèi)的襯底輸送時機是同步的。 因此，當(dāng)有選擇地延長單個半導(dǎo)體層的膜形成時間時，必須在所述輸送方向上延長用于形 成所述半導(dǎo)體層的膜形成隔室。例如，在使用輸送速度為0. 3米/秒以形成具有20nm厚度的ρ層的裝置時，所 述膜形成隔室在輸送方向上只需要3m (20/2X0.3)。相反，在使用同樣的裝置以同樣的 膜形成速度形成具有150nm厚度的i層時，所述膜形成隔室會在輸送方向需要多達22. 5m (150/2X0. 3)。在加長如前所述的膜形成隔室時，也就是，在加長產(chǎn)生等離子的電極時，提供給所 述電極的高頻波的波長比所述電極的尺寸顯著短。這樣在所述電極上形成駐波。結(jié)果，這 樣的駐波會使所述電壓分布有所偏移，難以獲得均勻的等離子。這樣會導(dǎo)致每個半導(dǎo)體層 具有不均勻的膜特性。因此，本發(fā)明的一個目的就是提供一種制造薄膜太陽能電池的裝置，在由卷筒展 開襯底時，在所述襯底上實行膜形成工藝，提高膜特性的均勻性；一種制造薄膜太陽能電池的方法；以及一種薄膜太陽能電池。解決問題的手段
根據(jù)本發(fā)明的制造薄膜太陽能電池的裝置 包括一襯底輸送單元，其具有設(shè)置在真空艙 內(nèi)的一對卷筒，其中轉(zhuǎn)動所述卷筒對，將襯底從其中的一個卷筒輸送給另一個卷筒。電能生 成層形成單元具有在所述卷筒對之間沿所述襯底的輸送方向區(qū)隔開的多個膜形成隔室。所 述多個膜形成隔室中的每一個隔室在所述襯底上形成半導(dǎo)體層，以形成電能生成層，該電 能生成層是多個半導(dǎo)體層的層疊體。所述多個膜形成隔室中的每一個隔室都包括沿著所述 輸送方向朝向所述襯底布置的多個扁平應(yīng)用電極。所述多個扁平應(yīng)用電極中的每一個電極 都包括提供有VHF頻帶內(nèi)的高頻電源的電源供應(yīng)端子。當(dāng)所述高頻電源的波長由λ所表 示時，所述扁平應(yīng)用電極的邊緣與所述電源供應(yīng)端子之間在正交于所述輸送方向的方向上 的距離比λ/4短。在這種結(jié)構(gòu)中，所述扁平應(yīng)用電極的開放端(即所述邊緣)和所述電源供應(yīng)端子之 間在所述輸送方向正交的方向上(垂直方向)的距離比λ/4短。這減小了當(dāng)給所述扁平應(yīng) 用電極提供高頻電源時在所述扁平應(yīng)用電極處在所述輸送方向上的駐波的形成。在所述輸 送方向比所述垂直方向更容易形成駐波。但是，由在所述輸送方向上的駐波所造成的偏移 電壓分布，即，在所述輸送方向上偏移的膜形成速度，容易通過沿著所述輸送方向輸送所述 襯底而被抵消掉。相應(yīng)地，在每個膜形成隔室中，在所述輸送方向上布置所述多個扁平應(yīng)用 電極改善了所述膜特性的均勻性，而不用考慮在輸送方向上的長度。另外，所述扁平應(yīng)用電極具有包括多個橢圓形凹部的表面，膜形成部分開口在每 個凹部的底部表面中，具有比所述凹部的短邊小的寬度(即，具有比所述凹部的直徑小的 孔)。在這種情況下，膜形成氣體從每個凹部中的所述膜形成氣體供應(yīng)部分的開口部分噴 出。這樣在高頻率電極32的平面中均勻且穩(wěn)定地生成高濃度的等離子，并且有效地分解膜 形成氣體。因而，膜特性的均勻性增加，使高速膜成形成為可能。優(yōu)選的是，在所述制造薄膜太陽能電池的裝置中，所述扁平應(yīng)用電極的邊緣與所 述電源端子之間在所述輸送方向上的距離比λ/2短。在這種結(jié)構(gòu)中，在所述輸送方向上在所述扁平應(yīng)用電極處所形成的駐波會減小。優(yōu)選的是，在用于制造薄膜太陽能電池的裝置中，所述扁平應(yīng)用電極的邊緣與所 述電源端子之間在包含所述輸送方向的所述扁平應(yīng)用電極的平面中的距離比λ /4短。在這個結(jié)構(gòu)中，變得難以在所述扁平應(yīng)用電極的整個平面處形成駐波。因此，在每 個膜形成隔室內(nèi)，除了所述扁平應(yīng)用電極的輸送方向之外，以更為安全的方式在與所述輸 送方向正交的方向抑制住由駐波所造成的偏移電壓分布。在對繞在卷筒上的襯底實行膜形 成工藝時，這進一步提高了膜特征的均勻性。優(yōu)選的是，在所述制造薄膜太陽能電池的裝置中，所述襯底輸送單元包括相鄰的 第一和第二卷筒對，其每一對即是所述卷筒對。所述電能生成層形成單元包括由所述第一 和第二卷筒對共同分享的膜形成隔室。所述共同分享的膜形成隔室包括與所述多個扁平應(yīng) 用電極一起將所述襯底夾在中間的扁平接地電極。所述多個扁平應(yīng)用電極或者所述平的接 地電極被設(shè)置在通過所述第一和第二卷筒對來輸送的一對襯底之間，并由所述兩個襯底來 分享。在這個結(jié)構(gòu)中，所述扁平應(yīng)用電極或者所述扁平接地電極在兩個襯底上實行膜形成工藝。這樣在提高所述薄膜太陽能電池的產(chǎn)量方面簡化了所述制造裝置的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是，在所述制造薄膜太陽能電池的裝置中，在所述卷筒對之間的所述多個 膜形成隔室由氣簾進行區(qū)隔，所述襯底輸送單元連續(xù)轉(zhuǎn)動所述卷筒對，直到在其中一個卷 筒上的襯底纏 繞到另一個卷筒上。在這種結(jié)構(gòu)中，在所述卷筒對之間的間隔以非接觸的方式區(qū)隔開。從而，可以連續(xù) 實行所述膜形成工藝，而不停止襯底的展開。優(yōu)選的是，所述制造薄膜太陽能電池的裝置進一步包括朝向所述多個扁平應(yīng)用電 極的單片接地電極，并且由所述多個扁平應(yīng)用電極共同分享，所述多個扁平應(yīng)用電極在所 述輸送方向彼此相鄰。在這個結(jié)構(gòu)中，所述扁平接地電極是由所述多個扁平應(yīng)用電極共同分享的。因此， 可以提供進一步簡化的裝置。優(yōu)選的是，在所述制造薄膜太陽能電池的裝置中，所述多個膜形成隔室中的每一 個隔室包括沿著所述輸送方向布置且朝向所述襯底的多個第二扁平應(yīng)用電極，并且所述多 個第二扁平應(yīng)用電極與所述多個扁平應(yīng)用電極在與所述輸送方向正交的方向上間隔開。在這個結(jié)構(gòu)中，在使用較短波長的工藝中，即使每個電極在垂直方向的寬度縮短， 設(shè)置于垂直方向上的兩個電極防止所述電極相對于所述襯底的寬度不足。根據(jù)本發(fā)明的制造薄膜太陽能電池的方法包括轉(zhuǎn)動一對設(shè)置在真空艙內(nèi)的卷筒， 將襯底從其中一個卷筒輸送到另一個卷筒上，在輸送所述襯底時形成電能生成層，該電能 生成層是在所述卷筒對之間沿著所述襯底的輸送方向上區(qū)隔開的多個膜形成隔室內(nèi)構(gòu)成 的多個半導(dǎo)體層的層疊體。所述形成電能生成層包括應(yīng)用VHF頻帶內(nèi)的高頻電源到沿著所 述輸送方向布置的朝向所述襯底的多個扁平應(yīng)用電極。將所述高頻電源提供給設(shè)置在所述 多個扁平應(yīng)用電極中的每一電極中的電源端子。當(dāng)所述高頻電源的波長由λ表示時，所述 扁平應(yīng)用電極的邊緣與所述電源端子之間在正交于所述輸送方向的方向上的距離被設(shè)置 為比λ/4短。在這個方法中，所述開放端(它是所述扁平應(yīng)用電極的邊緣)和所述電源端子之間 在正交于所述輸送方向的方向上(垂直方向上)的距離比λ/4短。當(dāng)給所述扁平應(yīng)用電極 提供高頻電源時，這減少了在所述輸送方向上在所述扁平應(yīng)用電極處的駐波的形成。在所 述輸送方向上比在所述垂直方向上更容易形成駐波。但是，由在所述輸送方向上的駐波所 造成的偏移電壓分布，即，在所述輸送方向上的偏移的膜形成速度，容易通過沿著所述輸送 方向輸送所述襯底來抵消掉。相應(yīng)地，在每個膜形成隔室內(nèi)，所述多個扁平應(yīng)用電極在所述 輸送方向上的布置提高了所述膜特性的均勻性，而不用管所述輸送方向上的長度。優(yōu)選的是，在所述制造薄膜太陽能電池的方法中，所述扁平應(yīng)用電極的邊緣與所 述電源端子之間在所述輸送方向上的距離被設(shè)置為比λ /2短。在這個方法中，減小了在所述輸送方向上駐波的形成。優(yōu)選的是，所述襯底為具有0. 05mm至0. 2mm厚度、并由耐腐蝕性鍍層所覆蓋的鐵 材料，通過將氧化鋅、氧化銦和氧化錫中的至少一個層疊在銀薄膜和鋁薄膜中的任意一個 薄膜上，將反射電極設(shè)置在所述襯底上。在這個方法中，所述襯底的基底材料是由吸收電偏移和熱偏移的用途非常多的金 屬形成的。因此，即使是在所述扁平應(yīng)用電極中出現(xiàn)偏移電壓分布時，施加在所述襯底上的電和熱偏移可得以吸收。進一步而言，所述襯底表面覆蓋有耐腐蝕的鍍膜。因此，當(dāng)判斷諸 如膜形成氣體類型、膜形成溫度和膜形成壓力之類的膜形成條件時，膜形成條件的范圍可 以擴展。而且，所述襯底是使用鐵的、用途非常多的薄片體。這樣減少了所述薄膜太陽能電 池的成本。當(dāng)所述襯底使用鐵的基底材料并具有0. 05mm或者更大的厚度時，當(dāng)展開一卷襯 底時，不會形成褶皺。進一步而言，當(dāng)所述襯底使用鐵的基底材料并具有0. 2mm或者更小厚 度時，可順利地展開。進而，一反射電極層，它是一層薄膜，被用作反射電極。這樣減少了反 射電極的材料成本，這反過來減少了所述薄膜太陽能電池的成本。

優(yōu)選的是，在所述制造薄膜太陽能電池的方法中，所述形成電能生成層包括形成 非晶硅鍺的第一電能生成層、形成非晶硅鍺的第二電能生成層、并形成非晶硅的第三電能 生成層。所述第一至第三電能生成層是從所述襯底上按順序疊加的，所述第一電能生成層 的帶隙比所述第二電能生成層的帶隙窄。優(yōu)選的是，在所述制造薄膜太陽能電池的方法中，所述形成電能生成層包括形成 微晶硅的第一電能生成層，形成微晶硅的第二電能生成層，形成非晶硅的第三電能生成層。 所述第一至第三電能生成層從所述襯底上按順序疊加，所述第一電能生成層和所述第二電 能生成層放大電壓。優(yōu)選的是，在所述制造薄膜太陽能電池的方法中，所述形成電能生成層包括形成 微晶的第一電能生成層和形成非晶硅的第二電能生成層。所述第一和第二電能生成層按順 序疊加在所述襯底上。優(yōu)選的是，在所述制造薄膜太陽能電池的方法中，所述形成電能生成層進一步包 括形成微晶硅的第一電能生成層、形成非晶硅的第二電能生成層、以及在所述第一電能生 成層和所述第二電能生成層之間形成氧化鋅薄膜。優(yōu)選的是，在所述制造薄膜太陽能電池的方法中，所述形成電能生成層進一步包 括形成微晶硅的第一電能生成層、形成非晶硅的第二電能生成層、以及在所述第一電能生 成層和所述第二電能生成層之間形成具有IOnm至IOOnm厚度的氧化硅薄膜和氧化鈦薄膜 中的任何一種薄膜。優(yōu)選的是，所述制造薄膜太陽能電池的方法進一步包括，在形成所述電能生成層 之后，在所述輸送方向上彎折所述襯底的端部。在這個方法中，彎折所述襯底端部增加了襯底的機械強度。換句話說，通過彎折襯 底的端部可以補償薄膜太陽能電池的機械強度。這樣允許在制造所述薄膜太陽能電池時令 襯底更薄，從而降低了薄膜太陽能電池的成本。優(yōu)選的是，在所述制造薄膜太陽能電池的方法中，作為加熱源的扁平接地電極被 設(shè)置為，與所述多個扁平應(yīng)用電極一起將所述襯底夾在中間，輸送所述襯底，而在所述扁平 接地電極和所述襯底之間保持0. 05mm至Imm的余隙。在這個方法中，襯底的加熱效率增加，在襯底上的熱分布變得均勻。進一步而言， 由襯底和扁平條電極之間的摩擦對襯底所造成的機械損壞得以避免。根據(jù)本發(fā)明的薄膜太陽能電池通過上面描述的制造方法來制造，并包括通過由具 有0. 05mm至0. 2mm厚度并由耐腐蝕的鍍層所覆蓋的鐵襯底所形成的襯底，疊加在所述襯底 上的反射電極，疊加在所述反射電極上的電能生成層，疊加在所述電能生成層上的透明電 極層，疊加在所述透明電極層上的保護層。
在這種結(jié)構(gòu)中，所述襯底的基底材料由具有優(yōu)良的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性的鐵形成。因此， 即使是當(dāng)在扁平應(yīng)用電極中出現(xiàn)偏移電壓分布時，施加在襯底上的電和熱偏移可得到吸 收。進一步而言，襯底表面覆蓋有耐腐蝕性鍍膜。從而，當(dāng)在判斷諸如膜形成氣體類型、膜 形成溫度和膜形成壓力之類的膜形成條件時，可以擴展膜形成條件的范圍。而且，襯底是使 用用途非常多的鐵的薄片。這降低了薄膜太陽能電池的成本。當(dāng)襯底使用鐵的基底材料且 具有0. 05mm或者更大的厚度時，在展開一卷襯底時，不形成褶皺。進而，當(dāng)襯底使用鐵的基 底材料并具有0. 2mm或者更小的厚度時，可順利地展開。本發(fā)明的效果
如前所述，本發(fā)明提供一種制造薄膜太陽能電池的裝置，在由卷筒展開襯底時，在襯底 上實行膜形成工藝，改善在襯底上的膜特性的均勻性；一種制造薄膜太陽能電池的方法； 和一種薄膜太陽能電池。


圖1所示為本發(fā)明優(yōu)選實施例的薄膜太陽能電池的透視圖。圖2A至2D是顯示所述薄膜太陽能電池的局部剖視結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖3所示為本發(fā)明優(yōu)選實施例的膜形成裝置的俯視示意圖。圖4所示為本發(fā)明第一實施例的膜形成腔內(nèi)的每個膜形成隔室的示意圖。圖5所示為本發(fā)明第一實施例的膜形成隔室內(nèi)的電極布置的俯視示意圖。圖6所示為本發(fā)明第一實施例的膜形成隔室內(nèi)的電極布置的側(cè)視示意圖。圖7所示為本發(fā)明第二實施例的膜形成隔室內(nèi)的電極布置的俯視示意圖。圖8所示為本發(fā)明第二實施例的膜形成隔室內(nèi)的電極布置的側(cè)視示意圖。圖9所示為修改例中的膜形成腔內(nèi)的每個膜形成隔室的示意圖。圖10所示為修改例中的電極布置示意圖。
具體實施例方式第一實施例
現(xiàn)參考圖1至圖6來描述本發(fā)明的第一實施例。圖1和圖2是顯示薄膜太陽能電池的 層疊結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3是顯示在垂直方向上看時，膜形成裝置的示意圖，該膜形成裝置作 為制造薄膜太陽能電池的裝置。圖4是顯示在膜形成腔內(nèi)的膜形成隔室的布置的示意圖。 圖5和圖6是顯示在垂直方向上和輸送方向上看時，所述膜形成隔室內(nèi)的電極布置的示意 圖。如圖1所示，薄膜太陽能電池10包括反射電極層11、電能生成層12、透明電極層 13和保護層14，按順序疊加在金屬襯底S的上側(cè)(前側(cè))。所述金屬襯底S是一條薄片襯底， 并且是短軸方向上的寬度為例如一米的大的襯底。用來作為所述金屬襯底S的襯底的基底 材料由多功能金屬構(gòu)成，這種多功能金屬吸收了制造過程中在襯底上出現(xiàn)的熱偏移和電偏 移并同時降低了薄膜太陽能電池10的成本。例如，一種被用來作為襯底的襯底基底材料為 鐵而且厚度為0. 05mm或者0. 2mm。當(dāng)使用具有諸如鐵之類的低耐腐蝕性金屬作為所述金屬 襯底S的基底材料時，優(yōu)選的是，在所述金屬襯底S的表面上實行使用具有高耐腐蝕性的鎳 或之類的濕鍍工藝，用耐腐蝕性鍍層覆蓋所述金屬襯底S。進一步而言，當(dāng)所述襯底S是用鐵形成時，優(yōu)選的是，其厚度為0. 05mm或者更大，使金屬襯底S的卷筒在展開時，不形成褶 皺。更優(yōu)選的是，厚度為0. 2mm或者更小，使其順利展開。在所述金屬襯底S的短軸方向上的兩個端部形成彎折背離反射電極層11 (后側(cè)) 并具有L形的剖面的兩個彎折部分Sa。所述兩個彎折部分Sa在縱向方向上延伸遍及整個 金屬襯底S，以增加所述金屬襯底的硬度。例如，在所述金屬襯底S上形成反射電極層11和 電能生成層12之后，通過在短軸方向上只彎折所述金屬襯底S的兩端1毫米來形成所述彎 折部分Sa。結(jié)果，增加了所述金屬襯底即薄片體的機械強度。這反過來增加了薄膜太陽能 電池10的機械強度。反射電極層11是接收通過電能生成層12發(fā)出的光，并將該光反射回電能生成層 12的電極層。反射電極層11可以是，例如，由銀、氧化鋅或者氧化銦形成的單層電極。另一 個例子是，反射電極層11可以是通過在銀薄膜或鋁薄膜中的任意一個膜上疊加氧化鋅、氧 化銦和氧化錫中的至少一種所形成的分層電極。進而，當(dāng)使用銀作為反射電極層11時，在 所述金屬襯底S上使用濺鍍或者濕鍍中的任選一種鍍法。當(dāng)使用氧化鋅和氧化銦時，在所 述金屬襯底S上實行大氣壓CVD (化學(xué)氣相沉積)。以這種方式形成銀膜、氧化鋅膜和氧化 銦膜。為了提高薄膜太陽能電池10中的聚光(light enclosure)效果，優(yōu)選的是，令反射 電極層11具有一定的紋理結(jié)構(gòu)。電能生成層12是包括非晶硅(a-Si)、非晶硅鍺(a-SiGe)等多個半導(dǎo)體層的層疊 膜。進一步而言，電能生成層12形成一個具有所謂pin結(jié)構(gòu)的單元電池，其中按順序疊加 η型半導(dǎo)體層的η層、i型半導(dǎo)體層的i層和ρ型半導(dǎo)體層的ρ層。電能生成層12可以具 有，例如，串列式(tandem)結(jié)構(gòu)，或者三層結(jié)構(gòu)，疊加具有不同光譜的單元電池，以有效地吸 收每個波長頻帶內(nèi)的光，并實行光電轉(zhuǎn)換。更具體而言，當(dāng)金屬襯底S的電能生成層12的結(jié)構(gòu)是第一電能生成層/第二電能 生成層/第三電能生成層、第一電能生成層/第二電能生成層或者第一電能生成層/中間 層/第二電能生成層，所述層疊結(jié)構(gòu)可以是如下在圖2A至2D中所顯示的。^a-SiGe (pin)/a-SiGe (pin) /a-Si (pin)
第一電能生成層具有比第二電極層高的Ge比例，并具有比第二電能生成層窄的帶隙 (參考圖2A)。* 微晶 Si (pin) / 微晶 Si (pin) /a-Si (pin)
這個第一電能生成層具有比第二電極層大的晶粒直徑，并具有比第二電能生成層窄的 帶隙(參考圖2B)。* 微晶 Si (pin)/a-Si (pin)(參考圖 2C)。* 微晶 Si (pin)/中間層/a-Si (pin)(參考圖 2D)
上面描述的a-SiGe (pin)的膜厚度可以是諸如，ρ型/i型/n型是lOnm/UOnm/lOnm。 上面描述的a-Si (pin)的膜厚度可以是，諸如，ρ型/i型/n型是lOnm/lOOnm/lOnm。所述 微晶Si (pin)的膜厚度可以是，例如，ρ型/i型/n型為lOnm/lOOOnm/lOnm。所述微晶Si 的膜形成速度可以根據(jù)需要來改變。當(dāng)使用微晶a-Si時，需要的膜厚度比a-Si所需的膜 厚度大，但是所獲得的吞吐量比a-Si高。 所述中間層可以是具有Inm至70nm的厚度、通過實行濺鍍所形成的氧化鋅薄膜。 可替換的是，所述中間層可以是具有10至IOOnm的厚度、通過實行CVD所形成的氧化硅膜和氧化鈦薄膜中的任意一種膜。特別的是，當(dāng)使用氧化硅膜作為中間層時，氧原子相對于硅 原子的比例調(diào)節(jié)為1比2。當(dāng)使用氧化鈦薄膜時，氧原子相對于鈦原子的比例調(diào)節(jié)為1比 2。這樣允許照到薄膜太陽能電池10的光在氧化硅膜和氧化鈦膜中的一個膜之處有效地反 射在長波長帶的光中。結(jié)果，提高了薄膜太陽能電池10的轉(zhuǎn)換效率。 保護層14是保護透明電極層13、電能生成層12和反射電極層11避免受到周圍空 氣的樹脂膜。保護層14可以是通過諸如FLUON (注冊商標(biāo))之類的乙烯-四氟乙烯(ETFE) 氟聚合物的透明樹脂膜形成。如圖3所示，膜形成裝置20包括容放四個展開卷筒Rl的展開腔(LC21 )、容放四個 纏繞卷筒R2的纏繞腔(UC22)。所述展開腔和纏繞腔通過單個的膜形成腔23 (電能生成層 形成單元)來連接，以形成由每個腔共享的單個真空艙。所述卷筒Rl和R2形成襯底輸送單 元。在膜形成裝置20中，在膜形成腔23的相對側(cè)，四個展開卷筒Rl朝向四個纏繞卷筒R2。 單個卷筒對是通過在膜形成腔23的相對側(cè)處、朝向彼此的兩個卷筒所形成的。在所述四個卷筒對中的每一對中，相對的展開卷筒Rl和纏繞卷筒R2朝箭頭指示 的方向轉(zhuǎn)動。這樣展開金屬襯底S的展開卷筒R1，以恒定的輸送速度且連續(xù)保持垂直地輸 送所述金屬襯底S給所述卷筒R2，并纏繞所述金屬襯底S在纏繞卷筒R2上。所述四個卷筒 對的金屬襯底S的輸送路徑(第一道至第四道)互相平行。沿著所述道的延伸方向(圖3中 的側(cè)面方向)稱作所述金屬襯底S的輸送方向D。膜形成腔23是通過實行等離子CVD來形成電能生成層12的腔。所述第一至第四 道中的每一道都包括在膜形成腔23內(nèi)沿著輸送方向D所限定的多個膜形成隔室23A。膜形 成隔室23A的數(shù)量與前面描述的所述層的數(shù)量一致。膜形成隔室23A與前面描述的半導(dǎo)體 層相關(guān)聯(lián)，使得所述膜形成隔室23A在所述輸送方向D的布置順序與所述半導(dǎo)體層的疊加
順序一致。例如，當(dāng)電能生成層12具有三層結(jié)構(gòu)(pin/pin/pin)時，如圖4所示，最靠近LC21 的膜形成隔室23A與nl層相關(guān)聯(lián)，該nl層是最底下的半導(dǎo)體層。從此開始，膜形成隔室 23A，在輸送方向上按順序與il層、pi層、π2層、i2層、p2層、π3層、i3層和p3層相關(guān)聯(lián)。 在相關(guān)聯(lián)的半導(dǎo)體層的膜形成時間和所述金屬襯底S的輸送速度的基礎(chǔ)上設(shè)置每個膜形 成隔室23A在所述輸送方向上的長度(輸送長度LA)。所述輸送長度LA隨著所述膜形成時 間的增加而增加。例如，當(dāng)所述nl層、il層和pi層的膜形成時間分別是10秒、75秒和10 秒，所述金屬襯底S的輸送速度是0. 3m/s時，所述nl層、il層和pi層的輸送長度LA分別 是 3m (10X0. 3),22. 5m (75X0.3)禾口 3m (10X0.3)。如圖5所示，在每個膜形成隔室23A內(nèi)的多個接地電極31和多個高頻電極32 — 起將每個道夾在中間，接地電極31和高頻電極32交替設(shè)置。進一步而言，設(shè)置多個氣密封 33，以便在每個膜形成隔室內(nèi)在輸送方向上的開始點和結(jié)束點將每一道夾在中間。所述多 個氣密封中的每一個氣密封朝其附近的道中的金屬襯底S鼓風(fēng)。這樣在相鄰的膜形成隔室 23A之間形成氣簾(gas curtain)，并以非接觸的方式區(qū)隔膜形成腔23的內(nèi)部。用作氣簾 的氣體可以是惰性氣體或者是通常用在相鄰的膜形成隔室23A之間的膜形成氣體。在所述輸送方向D上等間隔設(shè)置的多個接地電極31是連接到地電勢的扁平接地 電極，每個都形成為具有四方形片體的形狀，具有在輸送方向D上和垂直方向V上延伸的表 面。每個接地電極31包括加熱所述金屬襯底S的加熱源(圖中未示)。驅(qū)動所述加熱源，以加熱靠近接地電極31的金屬襯底S到預(yù)定的膜形成溫度。也就是說，每個接地電極31在 對應(yīng)的膜形成隔室23A內(nèi)形成地電勢，并且作為加熱器來加熱金屬襯底S。在所述輸送過程 中，金屬襯底S和接地電極31之間的余隙保持在例如0.05mm至1mm。只要所述余隙是窄 的，且小于1mm，那么即使是當(dāng)給膜形成隔室23A施加0. 5至1托(Torr)的多方面壓力時， 在所述壓力區(qū)域會獲得相對高的熱傳遞系數(shù)。進一步而言，容易使熱從接地電極31傳遞給 金屬襯底S。另外，甚至是當(dāng)金屬襯底S是在輸送過程中，金屬襯底S的加熱效率也得以提 高，且所述金屬襯底S中的熱分布變得均勻。當(dāng)所述余隙被設(shè)置為0. 05mm的下限或者更大 時，在金屬襯底S和接地電極31之間的電容元件的過多增加會得到抑制。進一步而言，當(dāng)在 膜形成隔室23A中產(chǎn)生等離子時，容易進行阻抗匹配。而且，在穩(wěn)定的等離子下的膜質(zhì)量變 得均勻，而避免了由于金屬襯底S和接地電極31之間的摩擦所造成的金屬襯底S的損壞。在所述輸送方向D上朝向接地電極31等間隔設(shè)置的多個高頻電極32，是連接到高 頻電源GE的扁平應(yīng)用電極(參考圖6)，并且將每個高頻電極32形成為具有四方形片體的 形狀且表面在所述輸送方向D上和垂直方向V上延伸。在每個高頻電極32中，連接到所述 高頻電源GE的端子(電源端36)形成于相對于所述輸送方向D和所述垂直方向V的中央部 分，即，高頻電極32的電極表面的中央部分。給高頻電極32的電源端36提供來自于所述 高頻電源GE的VHF頻帶內(nèi)的高頻電源?？梢杂?0MHz至300MHz的范圍作為VHF頻帶。更 優(yōu)選的是，可以使用40MHz至80MHz的范圍。當(dāng)所述高頻電源的頻率變高時，在膜形成隔室 23A內(nèi)的等離子密度變高。這增加了所述膜形成速度。當(dāng)膜形成隔室23A內(nèi)的等離子密度 過高時，離子撞擊所述金屬襯底S和膜形成隔室23A的能量會變高。離子的這種撞擊會導(dǎo) 致所述金屬襯底S和膜形成隔室23A容易受到等離子的破壞。進一步而言，當(dāng)膜形成隔室 23A中的等離子密度變得過高時，會難以保持所述密度的均勻性。從而，容易喪失所述金屬 襯底S的膜特性均勻性。相應(yīng)地，用于高頻電極32的高頻電源的頻率根據(jù)各種條件從所述 VHF頻帶中選擇，以用與所述等離子密度的互補關(guān)系來增加通量，所述各種條件諸如為膜形 成氣體、膜形成壓力和膜形成溫度?；谒龈哳l電源的波長設(shè)置第一電極長度Li，該長度是高頻電極32在所述輸 送方向上的長度。當(dāng)所述波長由λ (lm至10m)所表示時，所述電極表面的邊緣(所述輸送 路徑的開放端)與電源端36之間在所述輸送方向D上的距離被設(shè)置為比λ/2短。進一步 而言，也基于 所述高頻電源的波長設(shè)置第二電極長度L2 (參考圖6 )，該長度是高頻電極32 在所述垂直方向V上的長度。所述電極表面的邊緣(所述輸送路徑的開放端)與電源端36 之間在所述垂直方向V上的距離被設(shè)置為比λ/4短。因為有這樣的電極尺寸，當(dāng)給高頻電極32提供VHF頻帶內(nèi)的高頻電源時，在所述 輸送方向D上的駐波的形成在所述電極表面處減小。在所述垂直方向V上的駐波的形成也 在所述電極表面處減小。易于通過沿著所述輸送方向D輸送所述金屬襯底S來抵消掉由所 述輸送方向D上的駐波所造成偏移電壓分布，S卩，在所述輸送方向上的偏移的膜形成速度。 由所述輸送方向D上的駐波所造成的偏移電壓分布，即，在所述垂直方向V上的偏移的膜形 成速度，被轉(zhuǎn)化為在所述垂直方向V上的所述金屬襯底S的整個寬度的膜質(zhì)量分布，而不用 管正在輸送所述金屬襯底S。因此，通過將所述電極表面的邊緣和電源端36之間在所述垂 直方向V上的距離的上限設(shè)置為λ /4，會增加在所述金屬襯底的垂直方向V上的膜質(zhì)量分 布的均勻性。進一步而言，在所述電極表面的邊緣和電源端36之間在所述垂直方向V上的間距具有比在所述輸送方向D上的上限(λ/2)小的上限(λ/4)。這樣確保由在高頻電極32的垂直方向V上的駐波所造成的偏移電壓分布比在所述輸送方向D上的駐波所造成的偏 移電壓分布受到更多抑制。因此，由駐波所造成的偏移的膜質(zhì)量分布受到抑制以獲得膜形 成時間，即使是當(dāng)膜形成隔室23Α的輸送長度LA比所述高頻電源的波長λ顯著長時。如圖6所示，每個高頻電極32連接到供應(yīng)膜形成氣體的氣體供應(yīng)單元34。當(dāng)氣體 供應(yīng)單元34給高頻電極32提供膜形成氣體時，如圖6中的箭頭所示，膜形成氣體從高頻電 極32朝向兩個接地電極31送出，兩個接地電極31將高頻電極32夾在中間。以這種方式， 高頻電極32給對應(yīng)的膜形成隔室23Α提供高頻電源，并作為將高頻電極32夾在中間的兩 個接地電極31的噴頭。雖然圖中未示，優(yōu)選的是，高頻電極32具有包括多個橢圓形凹部的 表面，膜形成部分開口在每個凹部的底表面中，具有比所述凹部的短邊短的寬度(例如，具 有比所述凹部的直徑小的孔)。在這種情況下，從每個凹部的膜形成氣體供應(yīng)部分的開口部 分噴出膜形成氣體。這樣均勻且穩(wěn)定地在高頻電極32的平面上產(chǎn)生高密度的等離子，并有 效地分解所述膜形成氣體。相應(yīng)地，增加了所述膜特性的均勻性，使高速形成膜成為可能。當(dāng)形成所述ρ層(a-Si)時，可以用SiH4/H2/B2H6作為膜形成氣體。當(dāng)形成所述i層 (a-Si)時，可以用SiH4/H2作為所述膜形成氣體。當(dāng)形成所述η層(a-Si)時，可以用SiH4/ H2/PH3作為所述膜形成氣體。當(dāng)使用這些膜形成氣體時，可以選擇H2作為形成所述氣簾的 氣體。當(dāng)轉(zhuǎn)動所述四個卷筒對沿著每個道輸送金屬薄片S時，在每個膜形成隔室23A內(nèi)， 驅(qū)動每個接地電極31的加熱源以加熱金屬襯底S到預(yù)定的溫度。進一步而言，驅(qū)動氣體供 應(yīng)單元34，以經(jīng)由高頻電極32提供所述膜形成氣體給金屬襯底S，并驅(qū)動所述高頻電源GE 用所述膜形成氣體在高頻率電極32和接地電極31之間產(chǎn)生等離子。在這種狀態(tài)下，在高 頻電極32的電極表面中輕微出現(xiàn)偏移電壓分布。因而，在經(jīng)過高頻電極32和接地電極31 之間的整個金屬襯底S上實行均勻的膜形成工藝。所述第一實施例的膜形成裝置具有下面的優(yōu)點。(1)每個高頻電極32的邊緣和電源端子36之間在所述輸送方向D上的距離比 λ/2短，在垂直方向V上的距離比λ/4短。這樣減小了在高頻電極32處在所述輸送方向 D上的駐波的形成，以及進一步減小了在高頻電極32處在所述垂直方向V上的駐波的形成。 在每個膜形成隔室23Α中，沿著所述輸送方向D布置高頻電極32。這樣抑制了在所述輸送 方向D上和所述垂直方向V上的電壓分布，而不用管所述輸送長度LA。結(jié)果，當(dāng)在纏繞在所 述展開卷筒Rl的金屬襯底S上實行膜形成工藝時，會增加所述膜特性的均勻性。(2)可以用單個的高頻電極32在兩個襯底S上實行所述膜形成工藝。因此，膜形 成隔室23Α的結(jié)構(gòu)在用多個道提高薄膜太陽能電池10的產(chǎn)量方面得以簡化。(3)膜形成隔室23Α由氣簾以非接觸的方式彼此區(qū)隔開。因此，可以在整個膜形成 腔23連續(xù)實行所述膜形成工藝，而不停止展開金屬襯底S。(4)基底材料是鐵且厚度為0. 05mm至0. 2mm的所述金屬襯底S，用作薄膜太陽能電 池10的襯底。金屬襯底S，是所述膜形成對象，由具有優(yōu)良的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性的材料形成。進 而，金屬襯底S由耐腐蝕性的鍍層所覆蓋。因此，當(dāng)設(shè)置諸如膜形成氣體類型、膜形成溫度 和膜形成壓力之類的膜形成條件時，所述膜形成條件的范圍會增加。另外，所述金屬襯底 是具有多用途的鐵的薄片，從而有可能降低膜形成太陽能電池10的成本。進一步而言，用作所述基底材料的所述鐵片具有0. 05mm或者更大的厚度，使得在展開一卷金屬襯底S時，不形成褶皺。另外，鐵的基底材料具有0.2mm或者更小的厚度，使金屬襯底S可以順利地展開。(5)在所述金屬襯底S的端部在所述輸送方向D上形成所述彎折部分Sa。因此， 即使是當(dāng)薄膜太陽能電池10的基底材料，S卩，金屬襯底S很薄的時候，也會增加薄膜太陽能 電池10的機械強度。進而，在制造薄膜太陽能電池10的過程中金屬襯底S的厚度會減小。 這樣允許減少薄膜太陽能電池10的成本。(6)在所述輸送過程中，在所述襯底S和接地電極31之間保持有余隙。因此，即 使是在所述金屬襯底S的輸送過程中，也防止金屬襯底S受到在金屬襯底S和接地電極31 之間出現(xiàn)的摩擦的損壞。另外，所述余隙保持在0.05mm至1mm。這樣增加了所述金屬襯底 S的加熱效率，同時使金屬襯底31上的熱分布均勻。進一步而言，通過降低所述余隙，所述金屬襯底S和接地電極31增加電容，并有利 于耦合。因此，通過保持所述余隙在0. 05mm至1mm，從等離子傳播的高頻電流容易到達所述 接地電極。第二實施例
現(xiàn)參考圖7和圖8來討論本發(fā)明的第二實施例。在該第二實施例中，改變所述第一實 施例中的電極布置。下文將詳細描述這些改變。圖7和圖8是顯示從垂直方向上和輸送方 向上看時在膜形成隔室內(nèi)的電極布置的示意圖。如圖7所示，在膜形成隔室23A中，在第一道和第二道之間，以及在第三道和第四 道之間設(shè)置在所述輸送方向D上連續(xù)延伸的接地電極31。進一步而言，沿著所述輸送方向 D等間隔設(shè)置多個接地電極32，以與對應(yīng)的接地電極31 —起將所述第一道夾在中間，并與 對應(yīng)的接地電極31 —起將所述第二道夾在中間。設(shè)置多個氣密封33，以與對應(yīng)的接地電極 31 一起將金屬襯底S夾在中間，并向附近的道中的金屬襯底S鼓氣。這樣在相鄰的膜形成 隔室23A之間形成氣簾，以不接觸的方式區(qū)隔膜形成腔23的內(nèi)部。以與所述第一實施例相同的方式，每個高頻電極23在所述輸送方向D上具有一 長度，并在所述垂直方向V上具有一長度，分別被設(shè)置為第一電極長度Ll和第二電極長度 L2。因此，當(dāng)給高頻電極32提供VHF頻帶中的高頻電能時，減小了在所述電極表面在所述 輸送方向上駐波的形成，并進一步減少了在所述電極表面在所述垂直方向V上的駐波的形 成。因此，以與所述第一實施例相同的方式，由駐波所造成的偏移的膜質(zhì)量分布得到抑制以 確保所述膜形成時間，甚至是當(dāng)膜形成隔室23A的輸送長度顯著長于所述高頻電源的波長 λ的時候。當(dāng)轉(zhuǎn)動所述四對卷筒沿著每個道輸送金屬薄片S時，在每個膜形成隔室23Α內(nèi)，驅(qū) 動氣體供應(yīng)單元34，經(jīng)由高頻電極32給金屬襯底S供應(yīng)膜形成氣體，并驅(qū)動高頻電源GE， 用膜形成氣體在高頻電極32和接地電極31之間產(chǎn)生等離子。在這個狀態(tài)下，高頻電極32 的電極表面中會輕微出現(xiàn)偏移電壓分布。因此，在通過高頻電極32和接地電極31之間的 整個金屬襯底S上實行均勻的膜形成工藝。所述第二實施例的膜形成裝置具有下述優(yōu)點。(7)可以用單個的接地電極31在兩個金屬襯底S上實行膜形成工藝。因而，膜形 成隔室23Α的結(jié)構(gòu)可以在用所述多個道提高薄膜太陽能電池10的產(chǎn)量方面進行簡化。
(8)在所述輸送方向D上互相靠近的多個高頻電極32，與在所述輸送方向上連續(xù) 延伸的單個接地電極31相關(guān)聯(lián)。以這種方式，多個高頻電極32共同分享單個接地電極31。 這樣用進一步簡化的結(jié)構(gòu)獲得了均勻的膜特性。(9)對應(yīng)于每個金屬襯底S設(shè)置高頻電極32。當(dāng)為每個高頻電極32設(shè)置所述膜 形成條件的范圍時，這增加了自由度。

前面所討論的實施例可以進行如下修改。在所述第一實施例中，單個的高頻電極32在兩個金屬襯底S上實行膜形成工藝。 但是，在圖6中，可以通過使用接地電極31來代替高頻電極32并使用高頻電極32代替接 地電極31來實行所述膜形成工藝。在這個結(jié)構(gòu)中，用單個的接地電極在兩個金屬襯底S上 實行所述膜形成工藝。這樣在用多個道提高薄膜太陽能電池10的產(chǎn)量方面簡化了膜形成 隔室23A的結(jié)構(gòu)。在所述第一實施例中，對應(yīng)于單個的高頻電極32設(shè)置單個接地電極31，所述單個 接地電極31是扁平接地電極，所述單個高頻電極32是扁平應(yīng)用電極。但是，以與所述第二 實施例相同的方式，根據(jù)在所述輸送方向上互相靠近的多個高頻電極32來設(shè)置在所述輸 送方向D上連續(xù)延伸的單個接地電極31。具有這個結(jié)構(gòu)，所述第一實施例會用進一步簡化 的結(jié)構(gòu)獲得均勻的膜特性。在上面討論的實施例中，膜形成腔23的內(nèi)部由氣簾區(qū)隔開，以形成多個膜形成隔 室23A。所述實施例不局限于這樣一種結(jié)構(gòu)。只要在相鄰的膜形成隔室之間的膜形成氣體 的轉(zhuǎn)移(串?dāng)_)得到抑制，可以使用任何將膜形成腔23區(qū)隔開的結(jié)構(gòu)。例如，可以使用與所 述金屬襯底S接觸的區(qū)隔壁。當(dāng)以通過所述金屬襯底S和區(qū)隔壁之間的接觸的方式形成膜 形成隔室23A時，必須改變所述襯底輸送單元的結(jié)構(gòu)。進而，無論何時形成膜形成隔室23A 時，必須停止轉(zhuǎn)動卷筒，以為每一層實行所述膜形成工藝。在前面討論的實施例中，每個膜形成隔室23A形成由每個道共享的膜形成區(qū)域。 但是膜形成隔室23A可以獨立于每個道形成。在這個結(jié)構(gòu)中，每個道的膜形成隔室的尺寸 可以改變。因此，可以用單個的膜形成裝置20形成不同的電能生成層12。當(dāng)形成多種類型 的電能生成層12時這具有優(yōu)點。在前面討論的實施例中，在高頻電極32的邊緣和電源端子36之間在所述輸送方 向D上的距離短于λ/2，并在所述垂直方向V上的距離短于λ/4。但是，所述實施例并不 局限于這樣的結(jié)構(gòu)，在高頻電極32的邊緣和電源端子36之間在所述電極表面的平面中的 距離短于λ/4。這使得難以在所述高頻電極的整個電極表面上形成駐波，進一步確保偏電 壓分布得以抑制。因此當(dāng)在纏繞在所述展開卷筒Rl的金屬襯底S上實行膜形成工藝時，會 進一步改善所述膜特性的均勻性。在前面討論的實施例中，高頻率電極32具有四方形扁平片體形狀。而高頻電極32 可以具有，例如橢圓片體形狀。進一步而言，只需要高頻電極32的邊緣和電源單位36之間 在所述輸送方向上的距離短于λ/2，在所述垂直方向D上短于λ/4。在前面討論的實施例中，在高頻電極32的邊緣和電源端子36之間在所述垂直方 向上的距離短于λ/4。而在輸送過程中，當(dāng)作為所述膜形成對象的所述襯底的主表面相對 于垂直方向V傾斜時，或者當(dāng)高頻電極32的電極表面相對于垂直方向V傾斜時，在高頻電 極32的邊緣和電源端子36之間的距離會在所述主表面的平面方向上或者與所述輸送方向D正交的電極表面的平面方向上短于λ/4。在前面討論的實施例中，所述襯底輸送單元包括四個卷筒對。但是，所述襯底輸送 單元可以包括，例如僅有一個卷筒對。在這種情況下，轉(zhuǎn)動所述兩個卷筒中的每一個，使得 從一個卷筒展開的襯底被輸送給另一個卷筒，并纏繞在另一個卷筒上。在前面 討論的實施例中，單個膜形成腔23，是電能生成層形成單元，形成電能生成 層12。但是，所述實施例并不局限于這樣一種方式，兩個或多個膜形成腔23可以形成電能 生成層12。例如，如圖9所示，包括多個第一膜形成隔室23Α1的第一膜形成裝置20Α，和包 括多個第二膜形成隔室23Α2的第二膜形成裝置20Β可以用來形成三層結(jié)構(gòu)的電能生成層。 當(dāng)形成三層結(jié)構(gòu)的電能生成層時，第一膜形成裝置20Α形成第一 pin結(jié)構(gòu)。然后，第二膜形 成裝置20Β形成第二和第三pin結(jié)構(gòu)。在上面討論的實施例中，除了在輸送方向D上之外，在垂直方向V上設(shè)置有多個高 頻電極32，垂直方向V是金屬襯底S的寬度方向。例如，如圖10所示，沿著輸送方向D朝 向襯底S布置的多個第一扁平應(yīng)用電極32Α和沿著所述輸送方向朝向襯底S所布置的多個 第二扁平應(yīng)用電極32Β，可以在所述垂直方向上(與輸送方向D正交的方向)互相間隔開來 設(shè)置。在這個結(jié)構(gòu)中，甚至是當(dāng)由于使用較短波長的工藝而使電極32Α和32Β在垂直方向 V上的寬度(電極長度L2)變短時，兩個電極32Α和32Β避免了在所述襯底S的寬度上沒有 足夠的電極的狀態(tài)。在前面討論的實施例中，所述襯底體現(xiàn)為金屬襯底。但是，所述襯底可以體現(xiàn)為聚 酰胺的耐高溫樹脂襯底或之類襯底。
權(quán)利要求
1.一種制造薄膜太陽能電池的裝置，該裝置包括一襯底輸送單元，具有一對設(shè)在一真空艙內(nèi)的卷筒，其中所述卷筒對被轉(zhuǎn)動，將襯底從 其中一個卷筒輸送到另外一個卷筒；以及一電能生成層形成單元，具有多個膜形成隔室，在所述卷筒對之間沿所述襯底輸送方 向被區(qū)隔開，其中，所述多個膜形成隔室中的每一個隔室在所述襯底上形成半導(dǎo)體層，構(gòu)成 多個半導(dǎo)體層的層疊體的電能生成層；其中所述多個膜形成隔室中的每一個隔室都包括沿著所述輸送方向朝向所述襯底布 置的多個扁平應(yīng)用電極，所述多個扁平應(yīng)用電極中的每一個電極都包括提供有VHF頻帶內(nèi) 的高頻電源的電源端子，并且當(dāng)所述高頻電源的波長由λ所表示時，所述扁平應(yīng)用電極的 邊緣與所述電源端子之間在正交于所述輸送方向的方向上的距離比λ /4短。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造薄膜太陽能電池的裝置，其中所述扁平應(yīng)用電極的邊緣 與所述電源端子之間在所述輸送方向上的距離比λ /2短。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造薄膜太陽能電池的裝置，其中所述扁平應(yīng)用電極 的邊緣與所述電源端子之間在包含所述輸送方向的所述扁平應(yīng)用電極的平面中的距離比 λ/4 短。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項權(quán)利要求所述的制造薄膜太陽能電池的裝置，其中所 述襯底輸送單元包括相鄰的第一和第二卷筒對，每一對即為所述卷筒對；所述電能生成層形成單元包括由所述第一和第二卷筒對共享的膜形成隔室；且所述被共享的膜形成隔室包括與多個扁平應(yīng)用電極一起將所述襯底夾在中間的多個 扁平接地電極，其中所述多個扁平應(yīng)用電極或者所述扁平接地電極設(shè)置在由所述第一和第 二卷筒對所輸送的一對襯底之間，并由所述兩個襯底共享。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項權(quán)利要求所述的制造薄膜太陽能電池的裝置，其中所 述多個膜形成隔室由所述卷筒對之間的氣簾所區(qū)隔；并且所述襯底輸送單元連續(xù)轉(zhuǎn)動所述卷筒對，直到在其中一個卷筒上的襯底纏繞到另一個 卷筒上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項權(quán)利要求所述的制造薄膜太陽能電池的裝置，進一步 包括朝向所述多個扁平應(yīng)用電極并由所述多個扁平應(yīng)用電極共享的單個扁平接地電極，所 述多個扁平應(yīng)用電極在所述輸送方向上互相靠近。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項權(quán)利要求所述的制造薄膜太陽能電池的裝置，其中所 述多個膜形成隔室中的每一個隔室包括沿所述輸送方向且朝向所述襯底布置的多個第二 扁平應(yīng)用電極，并且所述多個第二扁平應(yīng)用電極與所述多個扁平應(yīng)用電極在正交于所述輸 送方向的方向上間隔開。
8.—種制造薄膜太陽能電池的方法，該方法包括轉(zhuǎn)動設(shè)置在真空艙內(nèi)的一對卷筒，以將襯底從其中的一個卷筒輸送到另一個卷筒；以及形成電能生成層，該電能生成層是在輸送所述襯底時，在所述卷筒對之間沿著所述襯 底的輸送方向所區(qū)隔的多個膜形成隔室內(nèi)形成的多個半導(dǎo)體層的層疊體；其中所述的形成電能生成層包括將VHF頻帶中的高頻電源應(yīng)用到沿著所述輸送方向 布置的、朝向所述襯底的多個扁平應(yīng)用電極，將所述高頻電源提供給設(shè)置在所述多個扁平應(yīng)用電極的每個電極中的電源端子，并且當(dāng)所述高頻電源的波長由λ所表示時，所述扁平 應(yīng)用電極的邊緣與所述電源端子之間在正交于所述輸送方向的方向上的距離比λ/4短。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造薄膜太陽能電池的方法，其中，所述扁平應(yīng)用電極的邊 緣與所述電源端子之間在所述輸送方向上的距離比λ /2短。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制造薄膜太陽能電池的方法，其中所述襯底為具有 0. 05mm至0. 2mm的厚度且覆蓋有耐腐蝕性鍍層的鐵材料，在所述襯底上通過在銀薄膜和鋁 薄膜中的任意一個薄膜上疊加氧化鋅、氧化銦和氧化錫來設(shè)置反射電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制造薄膜太陽能電池的方法，其中所述形成電能生成層 包括形成非晶硅鍺的第一電能生成層；形成非晶硅鍺的第二電能生成層；和形成非晶硅的第三電能生成層；并且所述第一至第三電能生成層從所述襯底上按順序疊加，所述第一電能生成層的帶隙比 所述第二電能生成層的帶隙窄。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制造薄膜太陽能電池的方法，其中所述形成電能生成層 包括形成微晶硅的第一電能生成層；形成微晶硅的第二電能生成層；形成非晶硅的第三電能生成層；且所述第一至第三電能生成層從所述襯底上按順序疊加，且所述第一電能生成層和所述 第二電能生成層放大電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制造薄膜太陽能電池的方法，其中所述形成電能生成層 包括形成微晶硅的第一電能生成層；形成非晶硅的第二電能生成層；所述第一和第二電能生成層從所述襯底上按順序疊加。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造薄膜太陽能電池的方法，其中所述的形成電能生成層 進一步包括在所述第一電能生成層和所述第二電能生成層之間形成氧化鋅薄膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造薄膜太陽能電池的方法，其中形成所述電能生成層進 一步包括在所述第一電能生成層和所述第二電能生成層之間形成具有IOnm至IOOnm的厚度的 氧化硅薄膜和氧化鈦薄膜中的一個。
16.根據(jù)權(quán)利要求8至15任意一項權(quán)利要求所述的制造薄膜太陽能電池的方法，其進 一步包括在形成所述電能生成層之后，在所述輸送方向上彎折所述襯底的端部。
17.根據(jù)權(quán)利要求8至16任意一項權(quán)利要求所述的制造薄膜太陽能電池的方法，其中 設(shè)置作為加熱源的扁平接地電極，以與所述多個扁平應(yīng)用電極一起將所述襯底夾在中間， 輸送所述襯底，而在所述扁平接地電極和所述襯底之間保持0. 05mm至Imm的余隙。
18. 一種根據(jù)權(quán)利要求8的制造方法所制造的薄膜太陽能電池，所述薄膜太陽能電池 包括由具有0. 05mm至0. 2mm厚度且覆蓋有耐腐蝕性鍍層的鐵襯底形成的所述襯底； 疊加在所述襯底上的反射電極層； 疊加在所述反射電極層上的電能生成層； 疊加在所述電能生成層上的透明電極層；和 疊加在所述透明電極層上的保護層。
全文摘要
一種用于制造增加膜特性均勻性的薄膜太陽能電池的裝置。在輸送襯底(S)從一個卷筒(R1)到另一個卷筒(R2)的過程中，在所述卷筒對(R1，R2)之間沿輸送方向(D)區(qū)隔開的多個膜形成隔室(23A)中形成多個半導(dǎo)體層的層疊體的電能生成層(12)。在每個膜形成隔室(23A)中，在所述輸送方向上，朝向所述襯底(S)布置多個扁平應(yīng)用電極(32)。每個扁平應(yīng)用電極(32)包括提供有VHF頻帶內(nèi)的高頻電源的電源端子(36)。當(dāng)所述高頻電源的波長由λ表示時，將所述扁平應(yīng)用電極(32)的邊緣與電源端子(36)之間在正交于所述輸送方向的方向上的距離設(shè)置為比λ/4短。
文檔編號C23C16/509GK102105990SQ20098012861
公開日2011年6月22日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者增田淳, 菊池正志, 近藤道雄 申請人:株式會社愛發(fā)科, 獨立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所